Circuitos Magazine 1 à 7 7783KB Jun 20 2012 01:57:05 PM

Transcrição

Ano 1 N.º 1
Setembro/2002
Edição Gratuita
Electrónica & Robótica
Saber como usar os diversos aparelhos
de teste e medida
Aprender a identificar diversos tipos de
componentes
Aprender a desenvolver circuitos
Set/02-01
Circuitos Magazine N.º1 Set/2002.
1
Periodicidade: Bimestral
Director: José Xavier
Redacção: José Xavier
Ilustração: Miguel Maia
Pesquisa: José Xavier e Miguel Maia
Colaboradores: Carlos Santos e
JoDaFa
3 NOTICIAS
4 ÁUDIO E VÍDEO
Mesa de Mistura
TV-Video ServiceMode (Parte I)
9 ROBÓTICA & MICROBÓTICA
Propriedades e Direitos
A propriedade do título Circuitos
Magazine é de X@vi Electronics.
Direitos de autor: Todos os artigos,
desenhos e fotografias estão sob a
protecção do Código de Direitos de
Autor e não podem ser total ou
parcialmente reproduzidos sem a
permissão prévia dos seus autores.
Internet
Web site: www.circuitos.pt.vu
E-mail: [email protected]
(questões técnicas)
(informações)
Aviso
Esta revista destina-se somente a fins
educativos!
Não nos responsabiliza-mos por
qualquer dano que possam causar,
ou pelo uso indevido das
informações aqui contidas.
Nem todos os circuitos aqui
apresentados foram experimentados
por nós.
Não serão aceites reclamações!
Beams
10 INFORMAÇÃO GERAL
Componentes Passivos e activos
Telefone Fixo
Na Internet
14 CURIOSIDADES
O Computador
Diversas
16 CIRCUITOS VÁRIOS
Circuitos de Beams
Oscilador a Cristal de 100kHz
Oscilador Astável
Oscilador CMOS de 1MHz
Fonte de Alimentação de 9V
Testador de Baterias
18 CIRCUITO DO MÊS
Arma de Atordoar
19 ANUNCIOS
20 DATABOOK
Informações de diversos IC’s
2
NOTICIAS
NISSAN/ 2004
Na estrada com um carro a pilhas
A pilha de combustível é «o processo por
excelência de produção de energia em associação a fontes
renováveis e sem produção de emissões poluentes», refere um
documento do Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia
Industrial, citado pela agência Lusa.
As pilhas de combustível não acumulam energia eléctrica, mas
produzem-na de forma contínua desde que sejam alimentadas
por um combustível e um oxidante.
Apesar de ser vista como uma tecnologia recente, a descoberta
das pilhas de combustível tem já 163 anos. De 1839 até à sua
«redescoberta» pouco foi feito, mas depois da filial norteamericana do construtor japonês Honda ter obtido a primeira
certificação, a Nissan resolveu investir mais de 700 milhões de
euros para comercializar, por todo o mundo, carros a pilhas.
TELEMÓVEIS
Terceira geração vai ter câmaras de
vigilância
A empresa japonesa de telecomunicações
NTT Docomo criou um sistema de câmaras de vigilância que
envia imagens para os ecrãs dos telemóveis de terceira geração.
A gestão das imagens é feita a partir dos aparelhos.
O RVCS-1, como é chamado, destina-se sobretudo a lares e
empresas e permite ao utilizador usar os botões do telemóvel
para direccionar a lente e aproximar os enquadramentos com
zoom.
Assim, os pais que queiram saber a que horas o filho chega a
casa e o que está a fazer têm aqui um novo método de controlo.
O mesmo se passa com os chefes que queiram acompanhar todos
os passos dos seus funcionários, no trabalho ou fora dele.
A tecnologia FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Acess)
usada na transmissão permite distribuir vídeos e música e enviar
grandes quantidades de texto e gráficos à velocidade de até 384
Kbps (kilobits por segundo), cerca de 40 vezes mais do que
actualmente.
O preço de venda dos aparelhos no Japão será de 3300 dólares
(3347 euros) e as chamadas serão 0,50 dólares (meio euro) por
minuto, segundo fontes da empresa.
A NTT Docomo controla o
mercado de telemóveis no
Japão, com 41 milhões de
clientes. Destes, 33 milhões
aderiram ao sistema «imode» de acesso à internet.
SAÚDE
Com o médico às costas
A
Telemedic
Systems
começou
recenteme
nte a
comerciali
zar uma mochila que faz
diagnóstico ao paciente e
comunica com o centro
médico. A VitalLink possui
dispositivos que medem a
tensão arterial, o ritmo
cardíaco, a pulsação e os
níveis de oxigénio no
sangue, permitindo o
diagnóstico.
Em caso de emergência
médica, o novo dispositivo
consegue entrar em contacto
com um centro médico
através de telefone,
telemóvel ou telefone
satélite. A qualquer hora,
existe uma rede de 2600
médicos e profissionais de
saúde que podem ser
contactados, trocando
informação com o paciente
sobre o seu estado de saúde.
Iates de luxo ou a cadeia de
televisão norte-americana
CNN já se constituíram
como clientes da Telemedic.
Neste caso, as duas mochilas
adquiridas são destinadas aos
repórteres presentes em sítios
remotos, em situação de
conflito.
3
ÁUDIO E VÍDEO - Mesa de Mistura
Este circuito mostra
como pudemos fazer uma
pequena mesa de mistura
sem gastar muito dinheiro.
Este circuito tem três
entradas (Line in) mas pode
ter tantas quanto o leitor
quiser, desde que siga a
lógica do circuito, por
exemplo, o leitor deseja
colocar mais uma entrada
(line in) então tem de colocar
um condensador de 0.47n,
um potenciómetro de 50k e
finalmente uma resistência
de 220k ligada ao FET e ao
respectiva entrada.
Com um pouco de
imaginação podem alterar o
circuito inserindo por
exemplo um VU Level meter
ou pre-amplificadores de
áudio para microfones,
pequenas alterações que
podem dar muito jeito.
Lista de Componentes:
John Lundgren
C1, C2, C3 .47 uF 100V
C4 220 uF 16V
C5 470 uF 16V
C6 22 uF 16V
J1, J2, J3, J4 RCA jacks
Q1 MPF102 FET
Q2 2N3904 ou 2N2222 ou
PN2222 NPN
R1, R2, R3 50K ou 100K
R4, R5, R6 220K 5% 1/4W
R7 4.7K 5% 1/4W
R8 10K 5% 1/4W
R9 2.2K 5% 1/4W
S1 Interruptor
B1 Alimentação de 9V.
4
ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte I)
5
6
7
Stef_no1
8
ROBÓTICA & MICROBÓTICA - Beams
O que é um Beam?
Devem estar vocês a fazer
essa pergunta a voz
mesmos. Beam é uma sigla
americana que significa
Biology Electronics
Aesthetics Mechanics.
A expressão "máquinas
vivas" indica que os robôs
BEAMs são muito mais do
que simplesmente circuitos
electrónicos e mecanismos
agrupados.
Os Robots BEAMs é uma
especialidade da robótica
que tenta fazer robôs tão
baratos, eficientes e simples
quanto possíveis. A filosofia
de construção dos BEAMs,
é que eles devam ser feitos
de peças de sucata
electrónica, tal como
walkmans velhos, vídeos,
painéis solares da
calculadora, pagers e outros,
pela disponibilidade de
encontrarmos bons
componentes nesses
equipamentos e também
pode ser um bom
divertimento desmontá-los!
A maioria de robots
BEAMs são alimentados
por energia solar, assim,
funcionarão por anos e anos
sem que seja necessário
preocupar-se com a troca de
baterias. Os mais simples
podem custar apenas 10
Euros ou menos, e quase
todos têm recursos para
construir um robot simples e
que dure por anos.
Um conceito importante
do robots BEAMs é a sua
simplicidade. Entretanto,
por serem simples, não
significa que não sejam
fantasticamente pequenos,
funcionais e ágeis. Alguns
robots BEAMs que custam
mais ou menos 50 Euros
andam melhor por terrenos
tortuosos do que muitos
robots avançados,
computadorizados e caros.
A maioria dos robots
alimentados por energia
solar são controlados por
um circuito surpreendente e
simples, chamado de
"Solarengine", que
armazenam a energia dos
painéis solares em
condensadores de alto valor
e fazem girar, em saltos,
pequenos motores.
Os BEAMs representam
Biologia, Electrónica,
Aspecto, e Mecânica.
A biologia significa tentar
fazer os robôs que imitem o
mais realisticamente a
natureza. Naturalmente, a
natureza tem algumas
vantagens sobre nossos
métodos de construção, pois
não tem que se preocupar
sobre quanto dinheiro o
robot seguinte irá custar.
A electrónica indica
basicamente que todos os
robots devem ser
movimentados por ela.
Portanto, matar animais de
estimação para usar seus
cérebros e fazer um
ciborgue está fora do
objectivo :-)
O aspecto, ou estética, diz
que eles devem ser Meios
do aesthetics que fazem a
tudo o olhar como fresco
como possível. Dá-lhe não
somente um sentimento
melhor quando você é feito
com ele, ele também pôde
trabalhar mais melhor do
que algo que olha é duto
gravado junto.
O mecanismo é um
item muito importante
dos robots BEAMs. Bons
mecanismos eliminarão a
necessidade de circuitos
electrónicos complexos,
diminuindo assim o custo
final de um Robot
BEAM.
Em baixo tem esquemas
de dois tipos de beams.
9
INFORMAÇÃO GERAL - Componentes Passivos e activos
Nas montagens
electrónicas utilizam-se
estes dois tipos de
componentes. Os passivos
são basicamente três:
resistências, condensadores
e bobines. Os activos mais
usados são os díodos e os
transístores.
Os Componentes passivos
são fabricados com
materiais condutores e
isoladores, enquanto os
activos se fazem com
materiais semicondutores,
como o Silício e o
Germânio.
O Comportamento destes
dois tipos de componentes
perante a passagem da
corrente eléctrica é
completamente diferente.
Os passivos, como as
resistências comportam-se
de forma linear perante a
passagem de uma
intensidade I seguindo a lei
de Ohm.
Os componentes activos
não têm uma resposta linear
à corrente que circula entre
eles, quando são submetidos
a uma diferença de
potencial.
Os componentes que nos
vamos referir nesta edição
são as resistências e os
condensadores.
Resistências
São componentes
passivos fabricados com
materiais isoladores que
oferecem uma resistência
determinada à passagem
da corrente eléctrica, que
vem definida pela lei de
Ohm.
Se lhes aplicarmos o
dobro de tensão, circulara
o dobro da corrente. A
função entre estes dois
parâmetros fundamentais
e linear.
As resistências podem se
associar em serie,
colocando umas detrás
das outras, oferecendo
uma resistência
equivalente, igual à soma
das resistências que se
conectam em série:
RT = R1 + R2 + R3
Quando se associam em
paralelo a resistência
equivalente é mais baixa
que a menor e o seu valor
é calculado conforme a
fórmula:
1
1
1
1
=
+
+
RT R1 R2 R3
Condensadores
Um condensador está
formado por duas placas
metálicas separadas por
um dieléctrico. Ao se
aplicar um diferença de
tensão entre as duas
placas ou armaduras,
passam eléctrons de uma
armadura para a outra,
originando a carga do
condensador. A relação
entre a carga que
adquirem as armaduras e
a diferença de tensão
aplicada chama-se
capacidade e mede-se em
Farads, sendo definida
pela fórmula:
Q
C=
V
Quando se aplica uma
diferença de tensão de
corrente contínua a um
condensador, carregam-se
suas armaduras até
alcançar a mesma tensão
que lhes é aplicada. Nesse
ponto deixam de passar
eléctrons de uma
armadura à outra, por isso
se diz que se bloqueia, ou
então, que não deixa
passar a corrente
contínua. Na realidade,
deixa-a passar num
primeiro instante, até que
a carga do condensador
compense a diferença de
tensão.
O tempo que um
condensador demora para
a carregar ao ser-lhe
aplicada uma tensão de
corrente continua é
proporcional ao produto
de sua capacidade pela
resistência do circuito.
10
INFORMAÇÃO GERAL - Telefone Fixo
Já haveis ter um dia
pensado se o telefone fixo
tem corrente e o que
poderiam fazer com ela. Na
realidade pela linha
telefónica passa corrente
eléctrica, mas há que ter
cuidado.
retirar da linha tem de ser
muito pequena para não ser
detectada.
Em baixo estão alguns
circuitos que podem ser
úteis
dispositivo, caso em que ele
estará fora do bloqueio.
O principio de
funcionamento é simples: a
linha telefónica desocupada
tem 48V. A ocupada tem
menos de 12V. Assim, o
dispositivo que está em série
" Se alguém tentar usar a
energia da linha telefónica,
será que a companhia dos
telefones vai descobrir?"
É muito provável. O
trabalho deles não é
fornecer energia, mas sim
descobrir falhas nas suas
linhas.
Qualquer energia retirada
das linhas telefónicas irá ser
detectada.
Se a energia retirada for
grande a companhia vai
pensar que deixaram cair o
telefone na banheira ou
qualquer coisa parecida e
irão desligar a linha e irão
verificar periodicamente se
essa descarga desapareceu
de vez para poderem voltar
a ligar a linha.
Se a energia retirada for
pequena a companhia
telefónica irá detectar e irão
mandar o serviço técnico
para verificar se existem
irregularidades na linha
antes que esta cause uma
falha... e acabarão por
descobrir que a culpa foi
sua e receberá em sua casa a
conta, do tempo e do
trabalho que eles tiveram,
para pagar.
A corrente que poderá
Sigilo Telefónico
O aparelho descrito
permite que apenas um
aparelho de tantos quantos
compartilhem a mesma linha
telefónica, seja usado,
ficando os demais mudos,
seja quando se emite ou
quando se recebe uma
chamada.
O aparelho telefónico que
pode ser usado é o primeiro
que for retirado do gancho,
enquanto os outros não
ouvem a conversa e nem
nelas podem intrometer,
desde que cada aparelho
tenha um deste dispositivo
de sigilo.
Nada impede que um outro
aparelho seja deixado sem o
com o telefone entra em
condução somente quando a
tensão da linha é alta (acima
da tensão do zener), fazendo
o telefone ocupar a linha
quando retirado do gancho e,
em consequência, fazendo
baixar a tensão da linha. Essa
tensão agora já não permite a
condução dos SCRs dos
outros telefones que foram
retirados do gancho, ficarão
isolados pelos SCRs não
conducentes e por isso
mudos.
Equivalentes do BRY55
para tensões entre 100V ou
mais servem, e o conjunto
pode ser montado numa
placa universal e ser
instalado dentro do próprio
conector do telefone
11
INFORMAÇÃO GERAL - Telefone Fixo
Campainha para
Telefone
Hoje em dia para
podermos ligar qualquer
dispositivo a rede
telefónica e preciso
aprovação . A solução aqui
proposta serve para
contornar esse obstáculo .
O nosso circuito não tem
nenhuma ligação com a
rede telefónica . Servimonos apenas do som
produzido pelo nosso
telefone . Para isso basta
colocar o circuito próximo
do telefone .
A ideia original deste
circuito foi um interruptor
activado por som . No
fundo e isso que o nosso
circuito faz .
Quanto ao circuito , a sua
compreensão e fácil .
Trata-se de um
amplificador operacional
montado numa
configuração inversora
com um ganho de 4700 (
que poderá ser ajustado
caso aja necessidade
modificando o valor das
resistências de 1Kohm e
4,7Mohm ) , e um
transístor ligado a sua saída
funcionando como
interruptor que liga o relé .
A partir do relé podemos
ligar qualquer outro
circuito , seja ele uma
campainha eléctrica
montada noutro ponto da
casa ou outro aparelho
qualquer .
Os componentes são
fáceis de obter em qualquer
loja de componentes de
electrónica . O relé deve ter
uma resistência aos seus
terminais superior a 350
ohms para não
sobrecarregar o transístor .
Quanto ao altifalante este
pode ser um daqueles
pequenos altifalantes dos
auscultadores , montado
com uma esponja em seu
redor para evitar falsos
disparos do relé . Falta
apenas salientar que
quando o circuito e ligado
o relé liga , só desligando
um ou dois segundos
depois . Quanto a
estabilidade este circuito
peca por defeito , o nosso
circuito e um pouco
sensível a perturbações na
alimentação .
Atenção : Não colocar o
circuito próximo da
campainha eléctrica a ligar
ao relé , senão o circuito
realimenta-se e não se
desliga mais !
Apenas uma observação
final : hoje em dia paga-se
cerca de 1 Euro por mês para
poder ter uma campainha no
telefone , este circuito no
total custa aproximadamente
25 Euros . Significa isto que
ao fim de dois anos fica pago
, e não tem que prestar
contas a ninguém por isso.☺
IC’s -
NE5534
Lm7812
Transistor BC549
Resistencias 1 - 1K
2 - 22K
1 - 4.7M
1 - 10K
Condensadores - 470 uf 16V
220 uf 16V
47 uf 16V
22 uf 16V
10 uf 16V
Díodos 2 - OA95
1 - 1N4148
Diversos Transformador 12V / 6VA
Relé 12V .
Altifalante.
Campainha eléctrica 220V
( para ligar no relé ) .
Carlos Santos
12
INFORMAÇÃO GERAL - Na Internet
A nossa revista é
preparada com certa
antecedência e a Internet é
extremamente dinâmica.
Páginas e sites que hoje
estão acessíveis, em poucos
dias podem ser retirados ou
mudarem de endereço. É
comum que as pessoas alguns
meses depois da edição da
revista não encontrem mais a
documentação desejada,
principalmente quando ela se
encontra em sites pequenos ou
de pessoas físicas. Por essas
razões pedimos desculpa se
algum site aqui referido já não
esteja online quando o for
visitar.
Endereços de Grandes
Empresas
Fabricantes de componentes
disponibilizam nos seus sites
informações sobre todos os
seus produtos. Assim é
fundamental para os leitores
terem em estes endereços
quando precisarem deles.
Normalmente os
documentos técnicos são
danos no formato PDF
(Portable Document File), tal
qual como esta revista.
A seguir fornecemos os
endereços dos principais
fabricantes de componentes:
Philips Components
http://www.components.philip
s.com
Rohm
http://www.rohm.co.jp
Infineon Tech
http://infineon.com
Murata
http://www.murata.com
Toshiba
http://www.toshiba.com
NEC
http://www.nec-global.com
Siemens
http://www.siemens.de
Micrel
http://www.micrel.com
AMD
http://www.amd.com
Intel
http://www.intel.com
Hitachi World Wide
http://www.hitachi.co.jp
Farchild
http://www.fairchildsemi.com
General Semiconductor
http://www.gensemi.com
Equivalentes de
Componentes
Texas Instruments
http://www.ti.com
Motorola
http://sps.motorola.com
National Semiconductors
http://www.national.com
Um dos maiores problemas
para todos os que trabalham
com electrónica,
principalmente os envolvidos
em manutenção de
equipamentos, é o da
obtenção de equivalentes a
determinados componentes.
A quantidade de
componentes semicondutores
existente é imensa (alguns
avaliam em mais de 10
milhões os tipos de
transístores e circuitos
integrados) e isso impede que
qualquer um possua os
manuais completos. Assim, o
máximo que se pode ter é
alguns manuais que
contenham os tipos mais
usados.
No entanto, na Internet cabe
uma quantidade ilimitada de
informações, inclusive sobre
equivalerias, com a vantagem
de que ela mesmo se
actualiza, ou melhor, é
actualizada pelos que mantém
os sites onde estão estas
informações.
Pesquisando na Internet,
encontramos diversos sites
que podem trazer a solução
para todos os leitores, com a
vantagem principal de que a
quantidade de informação
contida está sempre
aumentando sem que o leitor
precise desembolsar qualquer
dinheiro para ter acesso a ela.
Os sites que daremos nesta
edição, contêm informações
sobre equivalência de
componentes, vendem CDs e
programas para determinar
equivalência e alguns até
fornecem estes programas
gratuitamente para download.
Vejamos os principais:
NTE Electronics
http://www.nteinc.com
Burosch
http://www.burosch.com
13
CURIOSIDADES - O Computador
O primeiro homem a
imaginar e construir um
computador de verdade foi o
matemático, filósofo,
economista e escritor inglês
Charles Babbage (17911871). Respeitado pelas
imprecisões que encontrou
nas tabelas matemáticas de
sua época, Babbage (pai do
velocímetro, do limpa-trilhos
das locomotivas e das
primeiras tabelas confiáveis
de expectativa de vida)
construiu entre 1821 e 1832
um sistema de engrenagens e
rodas dentadas denominado
"Mecanismo Diferencial
número 1", o tetratetravô dos
computadores. Com as suas 2
mil peças de aço e bronze, ele
podia calcular de maneira
rápida e precisa complexos
cálculos matemáticos.
Babbage conseguiu, no
entanto, construir apenas um
modelo simples, porque os
metalúrgicos da época não
eram capazes de produzir as
centenas de pecinhas de
precisão que o mecanismo
requeria. Planeado entre 1847
e 1849, o "Mecanismo
Diferencial número 2", com o
dobro das peças, só seria
construído em 1991, pelo
Museu de Ciência de Londres,
em homenagem ao
bicentenário do nascimento do
inventor. O projecto foi
baseado em 20 desenhos
deixados por Babbage. Novas
experiências levaram Babbage
a projectar em 1834 o ainda
mais complexo "Mecanismo
Analítico", para desempenhar
funções algébricas. Ele
apresentava todas as partes
essenciais de um computador
moderno: circuitos lógicos,
memória, armazenagem e
recuperação de dados. O mais
importante é que ele era
programável.
A aliada de Babbage no seu
trabalho, a escritora e
matemática Augusta Ada
King (1815-52), condessa de
Lovelace e única filha
legítima do poeta Lord Byron,
foi a primeira programadora
de computadores da história.
Augusta descreveu o primeiro
conjunto de instruções de
computador para pedir à
máquina que computasse uma
série (conhecida como os
"números de Bernoulli")
gerada por uma complexa
equação matemática. Ela
produziu um programa que
deveria ser escrito em cartões
perfurados, que haviam sido
inventados em 1728 por um
tecelão francês, Joseph-Marie
Jacquard, para tecer padrões
em teares. Permitindo (por
uma perfuração) ou
bloqueando (pela ausência de
perfuração) a passagem de
uma agulha, o sistema desses
cartões antecipou a linguagem
liga-desliga (binária) dos
computadores electrónicos
actuais. Babbage já tinha
construído um pedaço da
máquina quando morreu. Ela
nunca chegou a ser finalizada.
O primeiro computador
digital electrónico foi o Eniac,
construído pelo engenheiro
eléctrico John Presper Eckert
Jr. (1919-95) e pelo físico
John William Mauchly (190780), na Escola Moore de
Engenharia Eléctrica, da
Universidade da Pensilvânia,
e pelo Laboratório de
Pesquisas Balísticas do
Exército americano.
Apresentado em 15 de
Fevereiro de 1946, ele
ocupava uma área de 93
metros quadrados, tinha a
altura de dois andares e
pesava 30 toneladas. No seu
interior, 17.468 enormes
válvulas piscavam
ininterruptamente. Apesar do
seu tamanho, o Eniac (sigla,
em inglês, para Computador e
Integrador Numérico
Electrónico) era na verdade
um ignorante. Cometia erros e
avariava repetidamente,
porque os seus tubos
queimavam-se
constantemente. Construído
para calcular tabelas de
artilharia, o computador de
450 mil dólares podia realizar
5 mil adições e 3.500
multiplicações por segundo. O
Pentium Pro, lançado em
1996, é capaz de efectuar 300
milhões de operações por
segundo. O Eniac, portanto,
seria 85 mil vezes mais lento.
Há uma grande polémica
envolvendo a invenção do
computador electrónico. John
Atanasoff (1904-95),
professor da Universidade de
Iowa, contou que a ideia de
inventar um computador
ocorreu-lhe numa hospedaria
em Illinois, em 1937. Seria
operado electronicamente e
usaria números binários, em
vez dos tradicionais números
decimais. Daí a poucos meses,
ele e um talentoso ex-aluno
(Clifford Berry) haviam
criado um tosco protótipo de
computador electrónico, que
utilizava válvulas, tambores
rotativos e cartões perfurados
14
CURIOSIDADES - Diversas
para a introdução de dados. A
execução do projecto custou
mil dólares. No ano seguinte,
John Mauchly, que conhecera
Atanasoff num seminário, foi
convidado a conhecer o
computador. Depois ficou
hospedado vários dias em sua
casa, onde soube de detalhes
sobre o projecto.
Atanasoff estava para
requerer a patente do seu
computador, mas foi
convocado a Washington no
início da Segunda Guerra
Mundial para fazer pesquisas
de Física para a Marinha. No
mesmo período, Mauchly e
Eckert construíram o Eniac.
No verão de 1944, os dois
simplificaram a sua invenção
usando o esquema binário
desenvolvido por Atanasoff.
Estava criado assim o Univac,
que começou a ser vendido
em 1946 e tornou-se o
protótipo dos computadores
de grande porte atuais.
Antena
Quem inventou a antena?
Foi o italiano Guglielmo
Marconi (1874-1937) em
1906. É um dispositivo que
serve para a captação ou
irradiação de ondas de rádio.
Ela é formada por um
conjunto de fios em contacto
com o solo e suspensos a certa
altura, colocados em torres,
automóveis ou no alto dos
edifícios. A antena recebe e
transmite ondas
electromagnéticas. Estas
ondas são chamadas ondas
hertzianas e propagam-se no
espaço sem necessidade de
fios condutores. Graças a elas,
as antenas podem captar as
transmissões de rádio,
televisão, telégrafo, etc...
A primeira estação de rádio
usou, como antena, um arame
esticado. Depois, os aparelhos
foram desenvolvendo-se até
chegar aos complexos
dispositivos actuais. A
invenção da antena ajudou
Marconi nas suas pesquisas
até o levar à invenção do
telégrafo sem fios.
Cabine Telefónica
O que seria de Clark
Kent se não existisse a
cabine telefónica?
Alexander Graham Bell
inventou o telefone em
1876, mas um facto pouco
conhecido é que o seu
assistente Thomas Watson
- famoso por ter recebido o
primeiro telefonema - foi o
inventor da cabine
telefónica.
Cadeira Eléctrica
O americano Harold P.
Brown realizou as primeiras
experiências com um
equipamento colocado à sua
disposição por Thomas
Edison. Auxiliado pelo doutor
A.E. Kennelly, eletricistachefe de Edison, ele pôs-se a
electrocutar um grande
número de animais. O
primeiro homem a ser morto
na cadeira eléctrica foi o
assassino William Kemmler,
na prisão de Auburn, Estado
de Nova York, em 6 de agosto
de 1890
Ericsson.
A actriz Hedy Lamaar,
famosa por aparecer nua na
produção erótica Ecstasy
(1933), inventou o sistema
que serviu de base para os
telemóveis. Durante quatro
anos, ela foi casada com o
austríaco Fritz Mandl, um
rico fabricante de armas.
Acompanhou o marido em
diversos jantares com a
ascendente elite nazista.
Certo dia, insatisfeita com
o casamento, Hedy drogou
a empregada que a vigiava,
saltou a janela e fugiu para
Inglaterra. Durante a
Segunda Guerra Mundial,
ela criou um sofisticado
aparelho de interferência
em rádio para despistar
radares nazis e patenteou-o
em 1940 usando o seu
verdadeiro nome, Hedwig
Eva Maria Kiesler.
Ofereceu a novidade ao
Departamento de Guerra,
que o recusou. Anos mais
tarde, quando a patente
expirou, a empresa
Sylvania adaptou a
invenção. Hoje, o
equipamento acelera as
comunicações de satélite
ao redor do mundo e foi
usada para criar a telefonia
celular.
Telemóvel
Com o nome de
radiotelefonia celular, o
telemóvel apareceu em
1979 na Suécia,
desenvolvido pela empresa
15
CIRCUITOS VÁRIOS
Circuitos de Beams
Na figura de cima mostra um simples circuito
para criar um beam da categoria solaroler.
Oscilador Astável
O circuito mostrado na figura pode gerar
sinais de alguns hertz até dezenas de
quilohertz com frequência determinada
basicamente pelos condensadores C1 e C2.
Adoptando os seguintes valores: R1 = R4 =
1k, R2 = R3 = 47k, C1 = C2 = 100nF, o
circuito vai gerar um sinal em torno de 1
kHz. O sinal gerado é rectangular e as saídas
são complementares.
Oscilador CMOS de 1MHz
Esta figura mostra-nos a maneira mais básica
e fácil de colocar sensores num beam.
Osciladores
Oscilador a Cristal de 100kHz
Este oscilador utiliza uma das quatro portas
de um circuito integrado 74C14 e pode gerar
sinais de 100kHz controlados a partir de um
cristal. O condensador de 43pF deve ser
cerâmico e a alimentação precisa ser feita
com tensão estabilizada de 5V.
Este oscilador controlado por cristal gera
um sinal rectangular de 1MHz podendo ser
usado como base de tempo para instrumentos
digitais relógios ou cronómetros. Os
condensadores são cerâmicos e o circuito
integrado CMOS deve ser alimentado com
tensões entre 9 e 15 V. Outras funções
CMOS que operam como inversores podem
ser usadas em lugar do 4049.
16
CIRCUITOS VÁRIOS
Fonte de Alimentação de 9V
A imagem mostra o circuito de uma fonte fácil de fabricar e económica.
Testador de Bateria
Um simples e económico testador de baterias que usa 3 Leds para indicar o estado da bateria.
R1, R5 -------- 1KΩ
R3, R4 -------- 470Ω
R2, R6 -------- 8,2 KΩ
Q1, Q2 ------- BFY50
D1 ------------ bzy88-9,1v/400mw
D2 ------------ Led 5mm Amarelo
D3 ------------ Led 5mm Verde
D4 ------------ bzy88-5,1v/400mw
D5, D8 ------- 1n4001
D6 ------------ Led 5mm Vermelho
D7 ------------ bzy88-12v/400mw
17
CIRCUITO DO MÊS - Arma de Atordoar
Nesta primeira edição apresentamos como circuito do mês uma arma de atordoar. Antes de mais
nada queremos avisar que este circuito ainda não foi testado pela nossa equipa, mas o circuito em
si gera uma alta voltagem que pode ser prejudicial para a saúde. A imagem mostra o circuito de
um bastão de defesa usado pela policia Norte Americana. É proibido o uso deste tipo bastão em
Portugal no entanto esta arma é usada como defesa pessoal noutros países do mundo.
Não aconselhamos nunca testar este bastão em humanos ou animais, alem de ser proibido não
sabemos os resultados do seu uso. Este circuito destina-se apenas para usos educativos.
R1, R2 ------ 1k
R3 ---------- 47k
R4 ---------- 1M
C1 ---------- 0,1 ou 0,47 uF
C2 ---------- 0,01 uF
D1 ---------- 914 ou INJ4148
D2 ---------- 1N4005
Q1 ---------- TIP 31
IC1 --------- 555
T1 ---------- Transformador Miniatura
200k – 1k CT INPUT
Mark Stoker
18
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19
DATABOOK - Informações de diversos IC’s
20
Ano 1 N.º 2
Novembro/2002
Edição Gratuita
de teste e medida
componentes
Nov/02-02
Circuitos Magazine N.º2 Nov/2002.
1
Colaboradores: Carlos Santos,
JoDaFa, Marcos Matos e Silvia
Marinho
Internet
(informações)
Aviso
educativos!
por nós.
3 NOTICIAS
4 ÁUDIO E VÍDEO
Leitor de CDs Portátil
TV-Video ServiceMode (Parte II)
Dicas para a Construção de Robots
Cuidados a ter com Baterias Ni-Cd
Reparação de um Ferro de
Engomar (Parte I)
Na Internet
15 CURIOSIDADES
Memórias
Pré-Amplificador de Áudio
Detector de Escuro
Pisca-Pisca (Flip-Flop)
Sirene
Ponte H-H
Controlo de Velocidade DC
Fonte de Alimentação +5Vcc -5Vcc 4mA
18 CIRCUITO DO MÊS
Programador JDM
19 ANUNCIOS
20 DATABOOK
2
ano anterior se fixara nos 29
por cento.
NOTICIAS
ESA
Satélite na órbita do Sol dentro de
sete anos
O «Solar Orbiter» é um projecto
escolhido entre 60 propostas neste âmbito e vai ser lançado
pela Agência Espacial Europeia (ESA) em 2009 ou 2010.
Este será o primeiro objecto espacial que, para realizar a sua
missão, não girará à volta da Terra mas do Sol.
O «Solar Orbiter» vai examinar as regiões menos conhecidas
do Sol e poderá ajudar a prever a actividade solar e a sua
influência sobre o clima terrestre.
Segundo os especialistas, uma pequena alteração na
intensidade da energia solar, entre 0,5 e 1 grau centígrado,
pode produzir um aquecimento ou esfriamento na Terra.
ELECTRÓNICA
Animais de estimação com microchip
O Parlamento Europeu (PE) aprovou, esta
terça-feira, uma proposta sobre o
Regulamento que vai enquadrar legalmente as deslocações, sem
âmbito comercial, de animais de estimação entre Estadosmembros da União Europeia (UE).
Até entrar em vigor, em 2010, os proprietários de animais de
estimação têm de escolher se querem identificar o seu «melhor
amigo» com uma tatuagem claramente visível ou com um
microchip electrónico.
A identificação deverá conter o nome e a morada do proprietário
do animal.
O Parlamento decidiu ainda proibir as viagens de cães com
menos de três meses, idade mínima exigida para vacinação.
O PE aprovou ainda a iniciativa de estabelecer controlos mais
rigorosos para os animais provenientes de países terceiros.
O projecto de regulamento enumera os animais que ficam
cobertos pelo documento: cães, gatos e furões, entre outros.
INTERNET/ PORTUGAL
Número de assinantes supera média
europeia
Segundo números divulgados pela
Autoridade Nacional de Comunicações (ANACOM), a taxa de
penetração do serviço de acesso à Internet, no 2º trimestre de
2002, atingiu os 43 por cento, um valor que em igual período do
A penetração da Internet em
Portugal é já superior à que
se verifica em termos médios
na Europa, onde este
indicador se situa nos 39
acessos por cada cem
habitantes.
Relativamente ao período
homólogo do ano passado, o
número de assinantes de
serviços de acesso à Internet
em Portugal aumentou 48
por cento durante o 2º
trimestre de 2002, refere a
ANACOM.
Face ao trimestre anterior,
acrescenta, o crescimento foi
de 16 por cento.
Do total de acessos à Internet
registados, apenas 6 por
cento (269 mil no período
contabilizado)
correspondiam a serviços de
banda larga, como cabo ou
ADSL (Asymetric Digital
Subscriber Line).
No entanto, apesar de muito
inferiores a outros tipos de
acessos, os dados da
ANACOM indicam que o
crescimento desses serviços
no trimestre referido foi de
122 por cento.
Em conjunto, os acessos à
Internet de banda larga
representavam 56 por cento
do total de serviços pagos.
Os números da ANACOM
mostram ainda que no final
do 2º trimestre de 2002
encontravam-se registadas
53 entidades para a prestação
do serviço de acesso à
Internet, 30 das quais em
actividade, 14 ainda não
operacionais, e nove
inactivas (por terem cessado
ou suspendido a actividade).
3
ÁUDIO E VÍDEO – Leitor de CD’s Portátil
Já lhe apeteceu ouvir um cd quando viaja de carro mas não poder porque o seu auto-rádio não tem
leitor de CD’s, e para ouvir tem de fazer a copia do CD para uma cassete o que é aborrecido pois se
tiver muitos CD’s. O circuito que lhe mostramos aqui é a solução ao seu problema, mas para isso
necessita de um leitor de CD’s portátil, para colocar os CD’s e de este aparelho para ligar á saída dos
“headfones”ou ao “line out”se o seu leitor de CD’s tiver, para ligar ao auto-rádio.
Para construir este aparelho vai necessitar de uma cassete de radio para colocar este circuito dentro
da própria.
Colocar o circuito feito no interior de uma cassete de áudio. A cabeça de leitura deve ser
colocada no cimo da cassete de modo que quando esta seja colocada no auto-rádio fique tocando na
cabeça de leitura do próprio auto-rádio. Entre o circuito e o jack use um fio de comprimento mínimo
de 50cm.
Duas resistências de 820Ω
Dois Condensadores de 15n
Um jack estéreo
Uma cabeça de leitura de cassetes
Uma cassete
Agora instala-se outro problema ao usar o leitor de CD’s no carro faz com que gaste muitas pilhas e
muito dinheiro o melhor era ter um adaptador para ligar ao isqueiro do carro e alimentar assim o
leitor.
Aqui tem um pequeno e fácil adaptador para ligarem ao leitor depois colocam este circuito dentro de
uma ficha para ligar ao isqueiro e na outra ponta a ficha para ligar ao seu leitor.
4
ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte II)
5
6
7
Stef_no1
8
ROBÓTICA & MICROBÓTICA - Dicas para a Construção de Robots
Passos de
Desenvolvimento
1 - O que você deseja que o
robot faça ? É vital que você
desenvolva um claro e
detalhado entendimento
sobre a tarefa exacta que o
seu robot deve executar. A
declaração desta tarefa, é a
fonte principal de onde
todas as outras decisões
sobre como projectar o seu
robot devem fluir
.
2 - Qual é o meio mais
simples de executar esta
tarefa ? O modo como você
responde a esta questão,
pode determinar se o seu
trabalho de
desenvolvimento será fácil
ou impossível, então seja
extremamente honesto.
Pode parecer heresia, mas
as vezes a solução mais
simples é usar outro
mecanismo, não um robot...
3 - Qual plataforma
mecânica é necessária ?
Uma vez conhecido o
problema e chegada a uma
aproximação da solução,
qual a bateria, base, arranjo
de actuadores, etc., serão
utilizados ? A realidade
prática imposta nesta tarefa
de escolha e aplicação, vai
geralmente forçar você a
repensar suas outras
decisões.
4 - Que informação seu
robot precisa ? Antes de
escolher os sensores que
vão fornecer dados ao seu
robot, pense
"abstractamente" sobre o
que seu robot precisa saber.
Isso vai lhe dar um melhor
direccionamento sobre
como escolher seus
sensores.
5 - Quais sensores podem
fornecer esta informações
de maneira mais efectiva ?
O robot utiliza os dados
destes sensores para
responder a questões sobre
seu comportamento. O robot
escolhe entre possíveis
acções, baseado nas
respostas a estas questões.
Então, no geral, um sensor
que pode responder a uma
questão relevante de forma
directa, é mais indicado do
que um sensor cuja saída
precisa de mais
interpretação. Um robot que
funciona de forma efectiva,
geralmente nunca é
desenvolvido de uma vez
só. Você precisa fazer
muitas revisões, mais
protótipos, testes, e
"reengenharia".
nele, isto é inevitável.
- Jamais use PIC's ou Basic
Stamp's, são caros e são
porcarias !!! Use os AVR e
80XX51da Atmel...
- Estude muita electrónica
!!!!!! Se você não tiver bons
conhecimentos em
electrónica, ficará muito
limitado na construção do
seu projecto.
- Dimensione e reflicta com
muita clareza sobre a
quantidade de peso que o
seu robot vai carregar,
quanto maior o peso mais
fortes devem ser os motores
e mais poderosa deve ser a
bateria que será usada.
Outras dicas
- Se você estiver com "saco
cheio" do seu robot, dê um
tempo para ele e para si
mesmo. Fique umas
semanas sem "olhar para a
cara dele". Mas nunca
desista !!
Jamais tente aquecer
engrenagens plásticas para
endireitá-las. O resultado é
desastroso !
- Participe de listas de
discussão sobre robótica,
são óptimas para aprender
com o pessoal que já sabe.
- Infelizmente, a mecânica é
a parte mais difícil e mais
frustrante. Se você não
consegue construir a parte
mecânica do seu robot a
partir de sucata ou se você
"acabou" com a sua sucata
tentando construir algo,
guarde algum dinheiro e
compre motores com
redutores já prontos, compre
rodas, e etc.
- Navegue muito, pesquise
muito !!! Só o
conhecimento liberta !!!
- Se você quer um robot
mais sofisticado, terá de
investir algum dinheiro
- Documente absolutamente
tudo que você faz !!! Tenha
escrito tudo, desde as cores
dos fios dos seus motores
até o esquema do conversor
A/D que você usou em
algum sensor
Publicado em "Mobile
Robots - Inspiration to
implementation" - 2nd
Ed.
9
INFORMAÇÃO GERAL - Cuidados a ter com Baterias Ni-Cd
As pilhas ou baterias
recarregáveis, encontradas
cada vez com mais
facilidade em lojas, são
formadas basicamente pelos
materiais Ni (níquel) e Cd
(cádmio). Podem ser
recarregadas por
aproximadamente 1000
vezes e para que a vida útil
desses componentes não
seja afectada, devemos
tomar alguns cuidados,
referentes à carga, descarga,
armazenamento e, já no
final de suas vidas, o que
faremos com elas.
Nível de descarga – Uma
vez já carregadas (1,25
Volts), recomenda-se uma
recarga antes que se
complete a exaustão,
tomando como base uma
tensão de 1,1 Volt por
elemento (pilha). Mas essa
tensão pode variar conforme
a corrente de descarga, ou
seja, onde essas pilhas
estiverem ligadas. Portanto,
muitos recomendam
recarregar as pilhas logo o
aparelho deixe de funcionar,
o que no nosso casso, se
torna uma coisa obviamente
inviável, o que cria certo
problema com o item
abaixo.
Memória – As pilhas Ni-Cd,
principalmente as mais
antigas, possuem certo
nível de “memória”, ou seja,
se forem recarregadas várias
vezes quando o nível de
carga estiver a 70% por
exemplo, tendem a cair
abruptamente a 0 Volts
quando sua tensão em
operação chegar à esse
valor. Portanto, devemos
“reciclar” as baterias
periodicamente, para
evitarmos surpresas na hora
que mais precisarmos delas.
Essa reciclagem poderá ser
feita com um aparelho
reciclador apropriado, ou
então com o próprio
aparelho em uso, sempre
tomando cuidado para não
deixar a tensão cair muito
abaixo de uma “tensão
segura”. Geralmente isso se
dá quando o aparelho
apresentar mau
funcionamento por
alimentação.
Inversão de Polaridade –
Isso é um dos problemas
que mais ocorre nos “packs”
(conjunto de pilhas soldadas
ou não entre si e que
funcionam juntas) de pilhas
Ni-Cd, quando um dos
componentes (pilha) se
descarrega mais rápido que
o resto do conjunto. Como a
corrente eléctrica só flui em
um sentido, esta forçará
uma corrente inversa por
esta pilha, que “carregará ao
contrário” e apresentará
uma polaridade inversa,
como se estivesse
fisicamente invertida e
quando colocada em
recarga, esta não mais
receberá correctamente a
corrente e
consequentemente não se
carregará mais. Isso poderá
ser verificado com um
voltímetro e o que poderá
ser feito, se esse problema
for detectado rapidamente e
desde que a pilha não esteja
em más condições (esgotada
ou vazando), é, com o
auxílio de uma fonte de
alimentação com mais ou
menos 10 vezes o valor da
pilha (12Volts), dar um
“choque rápido” na pilha,
raspando rapidamente o
positivo da fonte com o
positivo da pilha e o
negativo da fonte com o
negativo da pilha. Isso deve
ser feito com o “pack”
desligado do aparelho,
sempre respeitando a
polaridade das pilhas e
nunca deixando que elas
aqueçam. Uma faísca será
visualizada na primeira vez
que isso for feito. Após esse
“ressuscitamento” o “pack”
deverá ser colocado logo em
carga.
Carga – As pilhas de Ni-Cd,
estarão completamente
carregadas (1,4 Volts
aproximadamente) por um
período de 12 a 16 horas,
quando submetidas à uma
corrente de 10% do valor
desta, em mA/h., ou seja,
10
para pilhas de 500 mA/h
usaremos 50mA, 600mA/h
usaremos 60 mA e assim
por diante. Esse será o
processo de “carga lenta” ,
geralmente indicado pelos
fabricantes como processo
ideal de recarga. Outros
tempos e outras correntes
podem carregar as pilhas,
como por exemplo os
processos de “cargarápida”, porém elas tendem
a aquecer nesses processos e
temperaturas acima de
40ºC. devem ser evitadas
ou cairemos no problema do
item abaixo.
Temperatura Alta – A 0º.C,
a auto-descarga é
praticamente nula. Com
uma temperatura acima de
50ºC. a auto-descarga é
assustadoramente alta e
isso, ocorrendo de forma
irregular e
desordenadamente, poderá
acarretar o problema de
“Inversão de Polaridade”,
quando o equipamento for
ligado. Portanto altas
temperaturas devem ser
evitadas. Evite guardá-las
em locais quentes ou sob
luz directa do sol, como por
exemplo, dentro do carro.
Sempre que possível,
deveremos acomodar
equipamentos alimentados
por essas baterias dentro de
“Bolsas Térmicas” e em
locais mais arejados
possíveis.
Construção de um “Pack” –
Para a construção de um
“pack” ou a troca de uma
pilha defeituosa de um
“pack” já pronto, devemos
tomar certos cuidados
referentes à Temperatura /
Tempo de soldagem dessas
pilhas. Previamente o local
de soldagem deverá ser
limpo com Benzina ou
mesmo álcool, ou ainda,
raspado com “Bom Bril ®”.
Um ferro de soldar de mais
ou menos 100 Watts e uma
solda de óptima qualidade
devem ser usados. A
soldagem deverá ser feita o
mais rápido possível, afim
de se evitar que a pilha se
esquente demasiadamente.
Soldas frias acarretarão
problemas de mau contacto
o que inviabilizará o
trabalho.
Por fim, uma última e mais
importante dica e alerta: A
química interna das pilhas
Ni-Cd é extremamente
prejudicial à saúde !!! Isso
mesmo, podendo até mesmo
ficar com Cancro. Portanto
cuidado ao manusear pilhas
muito velhas e/ou vazando.
Isso também vale para as
baterias de telefones
celulares. Nos Estados
Unidos estas pilhas, após
esgotadas, são devolvidas às
fábricas que se encarregam
de destruir ou reciclá-las.
Aqui no Brasil, como tudo
“acaba em pizza”, não
sabemos como e o que fazer
com elas.
Alexandre Costa
11
INFORMAÇÃO GERAL - Reparação de um Ferro de Engomar (Parte I)
Explicação detalhada de uma reparação num ferro de engomar.
Modelo que serve apenas de exemplo.
É um equipamento recente e vai ser demonstrado o grau
de dificuldade na reparação do mesmo.
Vamos descrever passo a passo todos os métodos e
análises a seguir para efectuar uma reparação de acordo
com os conhecimentos adquiridos nos dois módulos
anteriores.
Nota: Avaria; não aquece.
1ª – Fase:
- Analisar o equipamento de descobrir os pontos de
fixação do mesmo.
- Remover os parafusos que estejam a vista.
Utilizar a chave apropriada para a remoção dos dois
parafusos que se encontram na tampa traseira
assinalados pelas setas.
Esta chave tem de ser de acordo com o tipo de parafusos
que vamos desapertar
Depois de removida a tampa traseira, na imagem pode
ver-se a tampa traseira mais os dois parafusos de
fixação.
Na figura que se segue pode ver-se mais em pormenor a
parte traseira do ferro, onde se vê a ligação do cabo à
base do equipamento.
Existem quatro fios:
Azul = Neutro
Verde e amarelo = Terra (protecção)
Castanho = Fase
Preto = Ligação à lâmpada indicadora de aquecimento
Todos estes fios estão inseridos numa placa de ligação
que encaixa directamente na base do equipamento.
Ao remover estes fios removemos a placa que os retira
ao mesmo tempo.
12
2ª Fase
Verificar a parte frontal do aparelho onde está
alojada a fixação. Esta fixação pode ser por parafuso
ou por encaixe. Para isso temos que descobrir onde
ela está e que tipo de fixação tem. Devemos por isso
analisar o equipamento. Depois de analisar a figura
podemos concluir que o primeiro material a ser
retirado é a tampa de enchimento de água. Porque
podem estar alojados parafusos debaixo dela.
Uma vez removida a tampa, não são visíveis ainda os
parafusos, portanto continuamos a procurar.
Deve-se tentar remover com cuidado a tampa que se
encontra sobre o bico de água que serve para pulverizar a
roupa. Este processo deve ser feito com muito cuidado
para não danificar nem amolgar os plásticos. Para isso
utilizamos uma chave de fendas para auxiliar a remoção
da tampa.
Aparece finalmente um parafuso de fixação (a seta
mostra onde se encontra). Mas para o remover vamos ter
que retirar o bico que encaixa na tampa que retiramos.
Deve-se ter em atenção os componentes que se
encontram no seu interior para não se perderem. Em
geral são de forma muito pequena e difícil de encontrar.
Por isso recomendamos muito cuidado no manuseamento
dos mesmos.
Agora uma vez que o parafuso já se encontra à vista e
desimpedido, vamos proceder à sua remoção com a
ferramenta adequada para o mesmo.
Após esta fase ficamos já com a tampa superior
desprendida da base.
Assim vamos passar à fase seguinte e vamos remover o
que ainda está a prender a tampa à base.
3ª Fase
Remoção da cablagem que esta a prender a tampa à base.
Para remover esta placa de ligações, temos que retirar
primeiro uma pequena tampa que se encontra na parte
superior junto ao botão do termóstato.
Deve-se ter cuidado para não partir os encaixes.
Vamos agora remover a placa de ligações que já esta
desimpedida.
JoDaFa
13
A nossa revista é
preparada com certa
visitar.
Fabricantes de Sensores
Entran
http://www.entran.com
Sensor Scientific, Inc.
http://www.sensorsci.com
Electronic Sensor Technology
http://www.estcal.com
International Sensor
Technology
http://www.gotgas.com
Industrial Laser Solutions
http://www.industriallasers.com
Outros Sites Sobre Sensores
Sensor Solutions
http://sensorsolutioncorp.com
Specialty Sensor
Technologies
http://www.generation.net/~w
inslow/index.htm
http://www.techexpo.com/ho
me-pg.html
Nissho Corp
http://laser-sensor.com
Sensor Guide
http://members.aol.com/arpix
256/pages/sensor.html
Neste endereço, clicando em
Applications Circuits of Photo
Sensors pode-se ter uma
importante documentação em
inglês para técnicos que irão
trabalhar com este tipo de
dispositivo.
Alguns sites de Robótica
Instrutech
http://www.instrutech.com.br
Harvard Robotics Lab
http://hrl.harvard.edu
Reletec
http://www.reletec.com
John Hapkins Robotic Lab
http://caesar.me.jhu.edu
Metropol
http://www.foznet.com.br/em
p/metropol
Iowa State University
http://cs.iastate.edu/~honavar/
aigroup.html
Crow
http://www.opustec.com.br/al
armes/sensors.html
Robotics and Control
Page
http://www.bu.edu/ame/
Aromat
http://www.metaltex.com.br
Elekit
http://www.owirobot.com/ind
ex.html
Tudo sobre Fotosensores
O uso de fotosensores
(fotodíodos, fototransístores,
acopladores ópticos, chaves
ópticas e outros componentes
semelhantes) exige cuidados
especiais no projecto, tanto
em função de velocidade de
operação como da eventual
necessidade de condicionar os
sinais parra a correcta
operação dos circuitos
processadores.
Como calcular circuitos
com fotosensores com muitos
exemplos práticos e circuitos,
é o que podemos encontrar no
site da Marktech
OptoElectronics. O endereço
é:
http://www.markteckopto.co
m/PhotoSensorAppNotes.html
Robot-Store
http://www.robostore.com
Nasa
http://img.arc.nasa.gov
Laboratório de Robótica
Móvel
http://lrm.isr.ist.utl.pt
Robótica Pedagógica
http://www.ars.br/arshome/pr
opobo.htm
Robótica Educacional
LEC/UFRGS
http://www.psico.ufrgs.br/lec/
repositorio/robot
EECS - ITA
http://www.ele.ita.br/eecs.htm
l
Sensor Developments Inc
14
CURIOSIDADES - Memórias
O que é uma memória
PROM?
Do inglês "Proglammable
Read only Memory", que
significa memória de
apenas leituras
programáveis, são
memórias ROM que
podem ser programadas
pelo próprio usuário.
Normalmente são
adquiridas no estado
virgem (não programadas).
Muitas memórias PROM
são fabricadas sob a forma
de matriz de díodos, porém
com díodos presentes em
todos os cruzamentos das
linhas com as colunas.
Nestas condições uma
memória PROM, virgem,
apresenta sempre o nível
lógico 1, para qualquer que
seja o endereço
seleccionado. A
programação consiste
simplesmente em eliminar
os díodos colocados nos
cruzamentos onde
desejamos ter nível lógico
0. Algumas memórias
possuem também um
fusível em série com o
díodo, sendo que para
programá-la, devemos
fazer circular uma corrente
eléctrica suficientemente
alta para romper (queimar)
este fusível.
O que é uma memória
EPROM?
Do inglês "erasable
PROM" que significa
PROM apagável. Em
outras palavras podemos
dizer que as memórias
EPROM são memórias que
podem ser apagadas e
reprogramadas. A
tecnologia empregada na
fabricação das memórias
EPROM é a FAMOS
("Floating-gate Avalancheinjection MOS"). Cada
elemento de memória de
uma memória EPROM
FAMOS consiste de uma
pequena barra de silício,
localizada entre o dreno e o
supridouro de um transístor
de efeito de campo MOS.
Essa pequena barra de
silício não tem qualquer
ligação com o dreno ou o
supridouro do transístor,
nem mesmo externamente.
Daí o nome de porta
flutuante (floating-gate).
Durante o processo de
programação, aplica-se um
pulso de tensão fortemente
negativo entre o dreno e o
supridouro, o qual irá
provocar uma injecção de
eléctrons na porta
flutuante, tornando a porta
flutuante electricamente
carregada. No processo de
apagamento da memória,
os raios ultravioletas criam
um efeito de ionização.
Este efeito faz com que o
excesso de eléctrons
presentes na porta flutuante
volte ao substrato.
O que seria a arquitectura
destas memórias (poderia
exemplificar?) e quais a
diferença entre elas?
A arquitectura espero ter
respondido nas linhas
acima, no entanto,
visualizar um desenho
exemplificando a formação
da matriz destas memórias
(com díodos, fusíveis ou
até transístores MOS), as
vezes torna mais fácil a
compreensão do que tentar
imaginar tudo apenas com
palavras. Quanto as
diferenças, a mais
marcante é que as
memórias PROM, uma vez
programadas, não podem
mais ser reprogramadas ou
apagadas. Já as memórias
EPROM, possuem sobre o
CI uma janela, onde
devemos submetê-las a
raios ultravioletas, para que
voltem a ser virgens
novamente e possam
aceitar nova programação.
Hoje em dia, as mais
utilizada sao as EEPROM,
que são EPROM's
apagadas electricamente,
ou seja, enviamos um pulso
eléctrico nos transístores de
efeito de campo, para
eliminar a carga
armazenada.
EEPROM vs Flash
A diferença básica entre
memória EEPROM e a
FLASH é a seguinte :
A estrutura básica da célula
de EEPROM é mais
complexa do que a da
FLASH, pois permite o
apagamento selectivo de
apenas um byte se
necessário. Com isto o
preço de sua produção é
elevado.
A FLASH tem uma
estrutura básica de célula
simplificada, o que reduz o
custo de produção. No
entanto só pode ser
apagada em blocos, cujo
tamanho varia de acordo
com o modelo e ou
fabricante.
Portanto a memória
FLASH é uma alternativa
mais económica, e a
tendência é que a memória
EEPROM fique restrita ao
uso de memórias de acesso
serial, para o
armazenamento de
parâmetros, sendo
substituída pela FLASH.
15
CIRCUITOS VÁRIOS
Dois led's de 5mm
Conector para pilhas
Nesta figura tem um esquema de um
preamplificador de áudio
Na figura de cima mostra um simples circuito
para criar um detector de escuro.
No circuito em cima referido o alto-falante
tem de ser de 8 ohms e bastará
pressionar S1 para a sirene funcionar.
Uma ponte H-H serve para reverter a
polaridade de um motor C.C. e
consequentemente mudar a direcção deste.
Nos pinos 1 e 2 coloca-se os níveis 0 ou 1
para obter as direcções :
Pinos 1/ 2
níveis 0/1 Direcção X
Pinos 1/2
níveis 1/0
Pinos 1/2
níveis 0/0 Parado
Direcção
oposta de X
Esta figura mostra-nos um flip-flop ou se
preferirem um pisca-pisca.
Componentes usados:
R1, R2, R3, R4 --------1KΩ
C1, C2 ------------------ 1nF
Q1, Q2, ------------- BC547
16
CIRCUITOS VÁRIOS
Controlo de Velocidade DC
O circuito fornecido permite o
controlo directo de um pequeno
motor de corrente contínua até
250mA.
O componente básico
empregado é um amplificador
operacional de potência que
neste caso, é alimentado com
uma fonte simples de 6V.
O controlo é feito nos dois
potenciómetros, sendo que P1
determina a referencia de
velocidade.
O díodo é de uso geral e os
demais componentes não são
críticos.
Fonte de Alimentação +5Vcc -5Vcc 4mA
Este circuito usa um
conversor CI LT1110
DC-DC para criar uma
fonte de alimentação de
+5v dc e -5v dc a partir
de uma pilha de 1.5V dc.
Este circuito fornece
cerca de 4mA em cada
saída.
L1 é uma bobine
Coilcraft 1812LS-823
17
CIRCUITO DO MÊS - Programador JDM
Nesta edição apresentamos como circuito do mês um simples programador de pics.
Software aconselhado: IC-Prog
Este programa encontra-se no nosso site (www.circuitos.pt.vu) na secção "Programas de
Electrónica"
Componentes usados:
DB-9 Ficha 9 pinos
fêmea - para ligação á
COM
SOQ. 18DIL Suporte
para circuito integrado
18 pinos dil maquinado
Cabo 5 condutores
blindado para
computador
R1 Resistência carvão
1/4W - 10K - 5% Tol.
(castanho, preto,
laranja, ouro)
1/4W - 1,5K - 5% Tol.
(castanho, verde,
vermelho, ouro)
1/4W - 4,7K - 5% Tol.
(amarelo, violeta,
vermelho, ouro)
C1 Condensador
electrólitico 100uF x
35V
C2 Condensador tântalo 22uF x 16V
D1 Led comum 5mm
D3,D4,D5,D7 Díodo silício - 1N4148 ou
equivalente
D2 Díodo zener 5V1
D6 Díodo zener 8V2
Q1,Q2 Transístor de silício - NPN - BC 547B
ou equivalente
Uma possível forma de colocar os componentes na pcb
18
ANUNCIOS
Vendas:
nome e morada para
[email protected]
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
Basta mandar um e-mail para
Outros:
Diodo Electronic
4050-537 Porto
Tel. +351-223 395 230/3/4
Fax +351-223 395 239
Electrónica, Lda.
Tel. 223 394 780 (6 linhas)
Fax. 222 001 379 (Geral)
Pilar
- S. I. I. Lda.
Informática e Telecomunicações
Software / Hardware / Redes
Formação em Informática
Paulo Matos
Tel. 919 687 668
Centro de Assistência Técnica
Braga
Representante Oficial: Panasonic,
Technics, Saba, Thomson, Grundig,
Samsung, Sanyo, Saeco, Jvc, Toschiba,
Firstline, Bluesky, Seg, Basicline, etc...
Américo Gouveia
Rua dos Congregados, n.º 95
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
19
20
Ano 1 N.º 3
Janeiro/2003
Edição Gratuita
de teste e medida
componentes
Jan/03-03
Circuitos Magazine N.º3 Jan/2003.
1
3 NOTICIAS
5 ÁUDIO E VÍDEO
Marinho
Manutenção de Unidades de CD (Parte I)
TV-Video ServiceMode (Parte III)
MicroFAQ
Microcontroladores SCENIX
Engomar (Parte II)
Na Internet
17 CURIOSIDADES
Funcionamento de Modems (Parte I)
Internet
(informações)
Aviso
educativos!
por nós.
21 CIRCUITO DO MÊS
Oscilador de 5MHz
Indicador de Estado de Bateria
Carregador de Baterias de 12V
Controlo de Velocidade de Motor CC
Sensor de Proximidade por Infravermelhos
Dado Electrónico
Lâmpada Nocturna
Gerador de Sequência
22 ANUNCIOS
23 DATABOOK
2
NOTICIAS
TECNOLOGIA
IBM anuncia o circuito integrado
mais pequeno do mundo
A técnica, denominada «cascata
molecular», permitiu aos investigadores da IBM fazer
funcionar elementos digitais lógicos com um tamanho cerca de
260 mil vezes inferior aos elementos utilizados nos
microprocessadores mais modernos actualmente disponíveis
no mercado.
Estes circuitos foram desenvolvidos graças a moléculas de
monóxido de carbono dispostas sobre uma superfície de cobre.
«Trata-se de uma etapa marcante na investigação de circuitos
informáticos à escala do nanómetro», considerou Andreas
Heinrich, físico do Centro de investigação Almaden da IBM
situado em San José (Califórnia) e co-autor do artigo publico
quinta-feira na Science Express, a edição electrónica da revista
norte-americana Science.
«A cascata molecular não é apenas um novo método para o
cálculo informático, é também a primeira vez que todos os
componentes necessários ao cálculo informatizado à escala do
nanómetro foram fabricados, ligados e funcionaram»,
acrescentou o investigador.
Um nanómetro equivale a um milésimo da milionésima parte
do metro.
RÓBOTICA
Portugueses desenvolvem cadeira de
rodas autónoma
Investigadores portugueses do Instituto de
Sistemas e Robótica (na foto) do Departamento de Engenharia
Electrotécnica da Universidade de Coimbra trabalham há cinco
anos numa cadeira de rodas robotizada capaz de se mover
autonomamente sem colidir com obstáculos.
A Robchair, assim se chama, responde a comandos de voz
como «para a frente», «para trás», «para a direita» e «para a
esquerda». Os sensores de infravermelhos possibilitam uma
mobilidade sem acidentes, nem choques.
Idosos com dificuldades de locomoção, doentes mentais ou
portadores de deficiências físicas são algumas das pessoas que
poderão melhorar a sua qualidade de vida com a Robchair.
Actualmente, os investigadores desenvolvem a segunda fase do
projecto que tem como objectivo expandir a autonomia da
cadeira, dotando-a do poder de tomar decisões baseadas no
ambiente por onde se desloca.
Está também prevista a
incorporação de capacidades
de navegação
autónoma/semi-autónoma
para ambientes exteriores.
3ª GERAÇÃO
NTT DoCoMo introduz
telemóvel com duas
câmaras
A NTT DoCoMo
anunciou esta
semana o
lançamento do
P504iS, o novo
telemóvel da
marca com duas
câmaras
embutidas. O
novo telemóvel pertence à
série 504iS que introduziu
um serviço avançado de imode, com transmissão de
dados a uma velocidade de
28.8 Kbps, comunicação
por infravermelhos e
capacidades Java.
O novo P504iS pode ser
usado com o popular
serviço i-shot, que permite
a transmissão de
fotografias tiradas com
telemóveis compatíveis.
O mais recente telemóvel
da DoCoMo oferece um
ecrã TFT de 2.1 polegadas
e 65536 cores e um subdisplay com 1.1 polegadas.
O P504iS mede 18.8 mm
fechado, o que faz dele o
dispositivo da marca, com
câmara incorporada, mais
fino do mercado.
Uma das câmaras, de 110
mil píxeis, está localizada
no exterior do aparelho e
destina-se a fotografias em
grupo ou de paisagens, a
segunda câmara está
localizada no interior e foi
concebida para tirar autoretratos.
3
INFORMÁTICA
Intel comercializa o chip mais
potente do mundo
Esta tecnologia, Hyper-Threading (HT)
Technology, utilizada pela primeira vez num microprocessador
para computador pessoal (PC), permite ao utilizador trabalhar
sobre várias aplicações ao mesmo tempo sem abrandar a
máquina, gravando, por exemplo, música em CD ao mesmo
tempo que edita filmes pessoais, refere um comunicado da
Intel.
Com esta tecnologia, e ao nível do software, é como se
existissem dois chips separados, o que faz aumentar a
velocidade de execução dos comandos.
A Intel, número um mundial em microprocessadores, estima
que a performance de um PC possa ainda ser aumentada em 25
por cento.
«Da mesma forma que as pessoas fazem várias coisas ao
mesmo tempo para serem mais produtivas, nós queremos que
os nossos PC façam a mesma coisa», sublinhou Louis Burns,
da Intel.
A Dell e a Gateway anunciaram que vão disponibilizar de
imediato computadores pessoais equipados com o novo chip da
Intel.
O Pentium 4 com uma frequência de 3,06 GHz custa 637
euros por lote de mil unidades.
JAPÃO
Sony inspecciona fornecedores para
reduzir a contaminação
Cerca de 500 funcionários da Sony no
Japão iniciaram as inspecções em 64 armazéns e nas quais se
procuram substâncias como o cádmio (metal) e se verifica se a
empresa usa sistemas de protecção do meio ambiente, refere o
diário «Nihon Keizai».
Os exames ficarão concluídos em Março de 2003 e as
empresas que não cumpram com pelo menos 80 por cento das
especificações ambientais da Sony serão instadas a melhorar o
seu nível de preocupação ecológica ou poderão ver os seus
contratos terminados.
Em 2001 o Governo holandês impediu o envio de 1,3 milhões
de consolas de videojogos PlayStation «PS One» fabricadas
pela Sony Computer Entertainment depois de detectar altas
concentrações de cádmio, substância com efeitos cumulativos
semelhantes aos de envenenamento por mercúrio.
VISÃO POR
COMPUTADOR
Instituto Superior
Técnico premiado pela
IBM
João Maciel, de 29 anos,
licenciado e doutorado pelo
Instituto Superior Técnico
(IST), recebe o «Prémio
Científico IBM 2001» no
valor de 15 mil euros.
«Correspondência robusta
de pontos em sequências
com imagens - solução
óptima global usando
minimização côncava», é o
título do trabalho do
investigador.
«A visão por computador é
uma área da engenharia
que tenta fazer com que os
robôs e os computadores
simulem o sentido de visão
dos humanos, conseguindo
extrair informação do
mundo circundante através
de câmaras», explicou João
Maciel.
Agora, o sistema vai
começar a ser
comercializado e usado na
prestação de serviços a
empresas.
A presidir a entrega do
prémio vai estar o
secretário de Estado da
Ciência e da Tecnologia,
Manuel Fernandes
Thomaz, bem como, o
administrador delegado da
IBM portuguesa, Joaquim
de Oliveira e o presidente
do IST.
4
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte I)
Inicialmente quero dizer que o objectivo principal deste trabalho é proporcionar uma base
fundamental nos processos técnicos de manutenção de aparelhos de CDs genéricos. Para tanto,
será necessário recorrermos a uma base teórica indispensável para um melhor entendimento do
trabalho de manutenção, visto que todos têm um mesmo princípio, as diferenças entre eles serão
oportunamente comentadas. Este material será uma soma de várias literaturas especializadas,
manuais de serviços e um pouco da experiência acumulada nestes 14 anos de trabalho. Não é
necessário dizer que o assunto não se esgotará aqui, já visto sua complexidade e contínuo
aprimoramento. Assim, espero que a obra seja útil a todos os colegas da classe!
Introdução
Antes de falar sobre tecnologias de CD, vale lembrar que, ao contrário do que muitos pensam, as
pesquisas e experimentos com a luz servindo como veículo de informação datam de antes do início
da década de 20. O próprio Einstein, já em 1917, desenvolveu fantásticas teorias sobre o efeito
fotoeléctrico e emissão estimulada por radiação, teorias que seriam tomadas como base para
muitos dos futuros estudos sobre laser. Muitas anos depois se conseguiu o domínio do laser, hoje
algo comum na vida de todos nós.
Sem dúvida alguma o advento do compact disc representa para todas as pessoas ligadas ou não ao
mundo tecnológico um marco na evolução das técnicas de leitura e gravação de informações. Em
1967 registraram-se os primeiros experimentos quanto a gravação digital do som, desenvolvida
pela NHK Techical Research Institute. A técnica ficou conhecida como PCM (Pulse Code
Modulation). Em meados de 1972, a Denon, uma divisão da mega empresa Nippon Columbia fez
em definitivo a primeira gravação digital para servir de matriz a um LP: nascia o primeiro disco
pseudo-digital. Baseadas nestes experimentos três empresas japonesas (Sony, Mitsubishi e Hitachi)
desenvolveram o primeiro equipamento DAD (Digital Audio Disc). Em 1977 estas mesmas
empresas demonstraram publicamente o novo sistema que, comparado com o actual CD, era um
tanto ou quanto primitivo, pois utilizavam discos do tamanho de LPs comuns e com pouca
capacidade (cerca de meia hora de musica contínua). O disco laser tal como conhecemos hoje
surgiu nos laboratórios da Philips em Eindhoven, Holanda. Foram nestes laboratórios que se
aprimoraram as técnicas de gravações ópticas e digitalização de dados. A Sony, empresa que
também desenvolvia pesquisas nesta área tecnológica, em meados de 1980 uniu-se à Philips para a
troca e soma de tecnologias e assim, juntas, criam o que o mundo conheceria como CD player.
Nesta divisão de trabalho, a Sony se dedica ao desenvolvimento de todo o software do sistema
(algoritmo) enquanto a Philips se aplicava ao projecto de hardware.
A apresentação oficial do CD para mundo só ocorreu em outubro de 1982, quando levado para
Tóquio e apresentado num stand de novidades internacionais de tecnologia (All Japan Audio Fair),
que logo consolidou-se como a revelação do ano. Nesta feira de áudio foram lançados 30 modelos
de toca-discos digitais e 145 títulos de discos produzidos pela CBS/Sony e por gravadoras
européias lideradas pela Polygram. Em março de 1983, a novidade tecnológica entra na Europa e
brilha em Paris. Nos EUA o áudio digital só chegou em junho de 83, no Consumer Electronics
Show, realizado em Chicago. Os primeiros modelos comercializados tiveram preços que variavam
entre U$ 900 e U$ 7.500. A abertura de vendas, em nível mundial, só ocorreu no final de 83. Em
1984, a Sony lançou o Discman , anunciado como o sucessor do Walkman - e que na verdade
frustraria a todos. Ao final de 5 anos, já haviam sido vendidos mais de 30 milhões de leitores de
CD e aproximadamente 450 milhões de discos digitais. Para nós simples mortais do Brasil, a
Philips lançou em outubro de 84 o primeiro CD player (CD-204) que chegou as lojas em
novembro, vencendo a corrida contra a Gradiente, que só lançou seu modelo no natal daquele ano.
5
É notória e indiscutível a superioridade do compact disc sobre os aparelhos analógicos, porém
esses equipamentos de alta tecnologia, grande precisão e incrível fragilidade têm uma duração
muito menor do que realmente gostaríamos. Enquanto os discos ópticos duram décadas, o leitor
poderá durar apenas algumas mil horas! É isso mesmo, muitos destes, durante o uso, já apresentam
problemas muito antes de completar sua primeira milésima hora . Só para esclarecer, uma unidade
óptica era projectada, no início, para durar até 10.000 horas. Infelizmente, na prática, pelo mau uso
e com a queda de qualidade da produção, estas unidades duram entre 3.000 e 5.000 horas, com
optimismo. Assim, pagamos um preço alto pelos benefícios do laser. A troca da unidade é algo
crítico devido a seu preço, as unidades de CD mais baratas custam cerca de US$ 42 , já unidades
de CD-ROM tem valores mais elevados, em torno de US$ 58, e as unidades de DVD podem
superar a quantia de US$ 200. No caso de unidades ópticas de CD-R o problema é maior, visto que
no modo gravação aumentamos a corrente sobre o díodo laser, desgastando-o mais rapidamente.
É importante dizer que nem sempre a falha de leitura se dá por esgotamento do cristal oscilador,
principalmente quando as unidades são mais novas. Existem muitos outros factores, como sujeiras
e oxidações, que geram problemas idênticos, sem falar na necessidade dos ajustes. Por todas essas
razões veremos durante nossa série de aulas como proceder para uma manutenção correcta nestas
frágeis unidades, com alguns cuidados podemos mantê-las funcionando por mais tempo.
Como não poderia faltar, a padronização do CD-DA (áudio) veio rápido. Para sua
internacionalização através de códigos e normas, adoptou-se o padrão Red Book A origem deste
nome deve-se a um fato pitoresco: todas as anotações dessa tecnologia eram feitas em livros de
capa vermelha. Com o passar dos anos e o aparecimento de novos formatos de CD, obviamente,
houve a necessidade de novas padronizações, as principais que regem o mundo do CD são:
CD-DA (1982): Red Book
CD-ROM (1985): Yellow Book
CD-I (1987): Green Book
CD-ROM MO/WO (1990): Orange Book
DVD(1994): White Book
Só a título informativo, as primeiras experiências com gravação de vídeo disco foram feitas nos
antigos VLDs (Video Laser Disc). O processo básico de leitura/gravação era similar à tecnologia
empregada hoje, mas as semelhanças param por aí. Os tamanhos do VLDs variavam de 7 a 30 cm
(famosos bolachões). Num disco de 30 cm de diâmetro era possível colocarmos até 2 H de filme
por lado. Oportunamente, serão feitas comparações entre estas várias modalidades de discos
digitais.
Por fim, fica fácil perceber que o advento do laser, junto a fotônica, representa o que o transístor
proporcionou à electrónica no final da década de 40.
Fernando Costa Kiszewski
6
ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte III)
7
8
9
Stef_no1
10
ROBÓTICA & MICROBÓTICA - MicroFAQ
Nesta edição da revista
colocamos uma pequena faq
a explicar alguns termos da
robótica.
Basic Stamp I?
complexo como um
hexapod (um robot com seis
patas que anda como um
insecto).
controlo como os flaps.
São também utilizados em
carros telecomandados,
brinquedos e claro, robots.
Robot?
Os servos são muito úteis
na robótica. Os motores
são pequenos, já têm o
circuito de comando
imbutido e são
extremamente fortes para o
seu tamanho. Um servo
normal, como o Futaba S148 tem Kg/m de binário, o
que é muito bom para o seu
tamanho. Também só
absorve a corrente
proporcional à carga
mecânica. Então, um servo
com pouca carga não
consome muita energia. A
sua ligação ao mundo
exterior são três fios, +5V,
a massa e o fio de controlo.
Um microcomputador
fabricado pela Parallax,
programável em PBASIC,
uma linguagem muito fácil
de usar. No seu interior,
estão incluídos uma
memória EEPROM de 256
bytes, um relógio de 4MHz
e um regulador de tensão de
5V.
Aparelho electro-mecânico
mais ou menos complexo,
dependendo das suas
funções ou da imaginação
do seu criador. Há-os de
vários tamanhos e formas,
desde um braço robot de
uma fábrica de carros a um
super avançado andróide
bípede, passando por vários
tipos diferentes de robots
pessoais.
Uma grande vantagem
deste circuito é o seu
pequeno tamanho, muito
útil para pequenos
projectos. Outro ponto a
favor é a versatilidade dos
seus portos I/O, que podem
servir de entrada tanto
analógica como digital,
como também de saída
digital, por impulso ou com
uma frequência.
Pode funcionar de muitas
maneiras diferentes:
comandado por controloremoto, por computador ou
pelo seu próprio cérebro
electrónico. Este último é a
forma de controlo mais
interessante, pois permite
um elevado grau de
liberdade ao autómato, ideal
para aplicações pequenas.
Com estas funções, são
possíveis várias aplicações
práticas, como o controlo
directo de um servo usando
o modo de impulso, ou a
leitura do valor de
resistências, ligando estas à
massa através de um
condensador e sendo
posteriormente lido o tempo
de carga deste.
Apesar de memória
disponível ser pouca, é
muito bem aproveitada pelo
programa que carrega o
código de controlo do BS1,
sendo este capaz de
comportar o código para
controlar um aparelho muito
Servo?
Um Servo é um pequeno
aparelho que tem um eixo
de saida comandado. Este
eixo pode ser posicionado
numa posição angular
especifica enviando-lhe um
sinal codificado. Enquanto
o sinal existir na linha de
entrada, o servo manterá a
posição do eixo. Quando o
sinal codificado muda,
também muda a posição
angular do eixo.
Na prática, os servos são
utilizados em aviões
telecomandados para
posicionar superfícies de
Então como funciona um
servo? O servo tem um
circuito de controlo e um
potenciómetro (uma
resistência variável, aka
pot) que está ligada ao
eixo. Este pot dá a
possibilidade ao circuito de
controlo de verificar a
posição angular do eixo. Se
este estiver na posição
certa, o motor é, desligado.
Se o circuito verificar que
o ângulo não é o correcto,
liga o motor na direcção
correcta até que o ângulo
esteja correcto. o eixo do
servo é capaz de viajar por
volta de 180 graus.
Normalmente é na casa dos
210 graus, mas varia
dependentemente do
fabricante. Um servo
normal é usado para
controlar um movimento
angular entre 0 e 180 graus
pois não é mecanicamente
11
número de maneiras.
Enquanto o servo
necessitam de um feedback
analógico para poder
controlar internamente a
sua posição, no stepper esta
operação é feita pelo seu
controlador.
capaz de rodar mais devido
a uma paragem mecânica
imbutida na engrenagem de
saída.
A quantidade de força
aplicada ao motor é
proporcional á distância
que precisa de viajar.
Logo, se o eixo precisa de
rodar muito, o motor
rodará à velocidade
máxima. Se precisa de
rodar só um pouco, o
motor rodará a uma
velocidade mais baixa. Isto
chama-se controle
proporcional. Como se
comunica o ângulo ao
sevo? É para isso que o fio
de controlo serve. Este é
determinado pela duração
de um impulso que lá é
aplicado. Isto chama-se
"Pulse Coded Modulation".
O servo está à espera de
receber um impulso todos
os 20 milisegundos. A
duração deste impulso vai
determinar quanto vai
rodar o motor. Um impulso
de 1.5 milisegundos, por
exemplo, faz o motor rodar
para a posição de 90 graus
(muitas vezes chamada a
posição neutra). Se o
impulso for menor que 1.5
ms, o motor rodará o eixo
para perto dos 0 graus. Se o
impulso for maior que 1.5
ms, o eixo roda para perto
dos 180
graus.
Tipos de Servos
Stepper?
Os seteppers ou motores
passo-a-passo podem ser
vistos como motores
eléctricos sem
comutadores. Tipicamente
todos os enrolamentos
fazem parte do estator e o
rotor é ou um íman
permanente ou, no caso de
motores de relutância
variável, um bloco dentado
de algum material
ferromagnético. Toda a
comutação tem de ser feita
externamente pelo
controlador do motor e,
tipicamente, os motores e
os controladores estão
desenhados para que o
motor possa ser fixado
numa posição ou rodados
numa direcção o na outra.
Na maior parte dos
steppers, o seu passo pode
ser controlado com
frequências de audio,
podendo assim rodar muito
rapidamente e, com um
controlador apropriado,
arrancados e parados em
determinadas orientações
com uma muito boa
precisão.
Para algumas aplicações,
há uma opção entre usar
servos ou steppers. Ambos
os tipos de motor oferecem
oportunidades semelhantes
para posicionamento
preciso, mas diferem no
Ao fazer a escolha entre
servos ou steppers,
algumas questões têm de
ser consideradas; quais
destas contarão para a
escolha depende da
aplicação pretendida. Por
exemplo, o repetido
posicionamento feito por
stepper depende da
geometria interna do seu
rotor, enquanto que o
mesmo com um servo
geralmente só depende da
estabilidade do
potenciómetro e dos
componentes do circuito
interno de controlo.
Os steppers podem ser
usados num simples
sistema de controlo de
circuito aberto; estes são
normalmente adequados
para sistemas que operam a
baixas velocidades com
cargas estáticas, mas
controlo em circuito
fechado pode ser essencial
para altas velocidades,
particularmente se
envolvem cargas variáveis.
Se um stepper em circuito
aberto estiver com uma
carga excessiva, todo o
conhecimento da posição
do rotor é perdido e o
sistema tem de ser
reinicializado; os servos
não estão sujeitos a este
problema.
Carlos Alfaro
12
INFORMAÇÃO GERAL – Microcontroladores SCENIX
Trata-se de um sistema
completo de
desenvolvimento em
linguagem Assembler. Os
chips SX da Scenix
executam até 100MIPS 20x mais rápido do que
PICs e são totalmente
reprogramáveis (ver
folheto técnico em
www.sxtech.com). A
Parallax produziu um
conjunto de instruções em
ambiente Windows para
máxima produtividade. Se
necessita trabalhar em
Assembler ou deseja
progredir para além dos
BASIC Stamps então
Scenix é para sí.
circuit emulator - ICE;
suporte para
SX18/20/28/48/52)
SX Tech Board (plug-in
para SX-Key ; suporte para
SX28/DP ; circuito de
regulação de tensão 5V,
área de breadboard para
rápida montagem de
circuitos de teste)
Manual compressivo SXKey (em inglês)
Software em CD e cabo de
programação série
2 microcontroladores
SX28AC/DP e um
ressonador de 50MHz
Inclui tudo de que
necessita para programar
microcontroladores SX.
Disponível adaptador
ZIP de 40 pinos (não
incluído).
SX Tech University Kit
#45182
ser feito facilmente pelo
utilizador - o CD inclui
instruções).
Inclui:
SX Key Rev. F
SX Tech Board
2 microcontroladores
SX28AC/DP
1 ressonador de 50MHz
1 CD com software e
manual em formato PDF
SX Blitz! Kit #45170
Se deseja somente
programar chips Sx sem
necessitar de debug, então
esta é a solução de que
necessita. Pode projectar o
seu próprio IDE deste
dispositivo usando o
protocolo publicado pela
Parallax. SX Blitz é uma
boa solução e barata de
reprogramação no exterior.
SX Tech Toolkit (s/
fonte de alimentação)
#45181
SX Key Rev. F
(programador com
debugger e emulador "in-
É um kit ideal para o
aluno e para o professor. É
idêntico a SX Tech Tool
Kit (#45181 - mencionado
na pág. 14), sendo a única
diferença que não inclui
manual impresso, que
porém está incluído no CD
e que pode ser impresso
pelo utilizador e cabo série
de programação (que pode
Revendedor autorizado
Aliatron
www.aliatron.com
13
INFORMAÇÃO GERAL - Reparação de um Ferro de Engomar (Parte II)
Depois de removida a placa, o ferro vai ficar com este
aspecto, e ficamos também com o cabo livre.
Neste momento já podemos criar uma expectativa da
avaria: mau contacto na placa de ligações. Mas para
tirar todas as dúvidas, vamos medir os componentes do
ferro para ver se estão todos bons.
Nas figuras que se seguem pode-se ver o estado
avançado de degradação dos contactos.
4ª Fase
Retirar a parte superior do ferro
Depois de retirar todos os parafusos, já podemos retirar
a tampa superior para aceder à base do ferro.
A base do ferro já está acessível como mostra na
ultima figura.
5ª Fase
Remoção da sub-capa da base.
Depois de termos a base à vista, vamos remover a
tampa de plástico que protege a base metálica. Depois
de analisar, observa-se que não tem parafusos, mas sim
umas lâminas que tem de ser rodadas com a ajuda de
um alicate. (indicadas pelas setas na ultima figura)
Agora com cuidado já podemos remover a tampa sem
haver nada que a prenda à base metálica
Basta enviar um e-mail para
14
6ª Fase
Medição do térmico de protecção
Para que o térmico esteja bom, este tem de medir um
valor de resistência aproximado do zero. Neste caso 1
Ohm é um valor aproximado, ou seja o térmico está bom.
7ª Fase
Medição do termóstato.
Para o termóstato funcionar correctamente, mais uma vez
este deve apresentar um valor ohmico perto do zero.
Neste caso o componente também esta bom. Este valor
de 1 Ohm pode ser um erro de leitura do multímetro,
portanto não levamos em consideração este valor.
Idealmente a leitura deveria ser 0,0 OHM.
8ª Fase
Medição da resistência.
Esta resistência tem um valor de 30,2 OHM. Este valor é
correcto e podemos confirmá-lo através da fórmula de
potência que foi dada nos módulos anteriores.
Em geral a resistência dos ferros situa-se na ordem dos
30 a 40 ohm´s. Dependendo da marca e da potência do
ferro, podemos aceitar estes valores sem recorrer à
fórmula da potência. É claro que este procedimento já é
para técnicos que tem alguma experiência e não
necessitam de medidas tão rigorosas e comprovadas.
9º Fase
Uma vez que não existe uma avaria nos outros
componentes, vamos proceder à limpeza dos contactos
que estão na figura do lado.
Para limpar estes contactos utilizamos um esmeril
portátil como mostra na ultima figura.
JoDaFa
15
A nossa revista é
preparada com certa
visitar.
Em especial, recomendamos
a utilização do AltaVista
(http://www.altavista.com)
que, ao nosso ver é o que
proporciona resultados mais
positivos quando utilizado
com as palavras-chave que
serão sugeridas.
Inteligência Artificial
O Guerreiro na Era das
Máquinas Inteligentes
http://hotwired.com/collection
s/future_of_war/3.04_war_tal
k.1.html
TR12 – Theory of Inventive
problem Solving
http://home.earthlink.net/~len
kplan/index.html
NNUGA
http://www.cs.bgu.ac.il/~omni
/nnuga
Biohybrid Circuits
http://photoscience.asu.edu/rt
g/biohybrid.html
Nanotechnology Links
Collection
http://www.nas.nasa.gov
Perceptron
http://www.cs.bgu.ac.il/omni/perceptron
MIT – Artificial Intelligence
Lab
http://www.ai.mit.edu
Harvard VLSI Group
http://vlsi.eecs.harvard.edu
Artificial Life On Line
http://alife.satafe.edu
Vision Chips.
http://www.eleceng.adelaide.e
du.au/groups/gaas/bugeye/visi
onchips.htm
Journal of Artificial
Intelligence
http://www.cs.washington.edu
/reserach/jair/home.html
Learning Fuzzy Controllers
Using Genetic Algorithms
http://ang-physik.uni-kiel.de
Physics of Computation
http://house.pcmp.caltech.edu/
Centre for Intelligent
Machines
http://www.cim.mcgill.ca
Sites em Português
O leitor poderá encontrar uma
boa quantidade de sites sobre
Inteligência Artificial,
escrevendo esta palavra-chave
num motor de busca eficiente
com o “Alta Vista”. De Facto
com este procedimento
encontramos mais de 2000
sites, tanto no brasil com em
Portugal.
Breve História da
Inteligência Artificial
Este site é mantido por
Guilherme Bittencourt da
Universidade Federal da Santa
Catarina (Brasil) e contem
muitas informações
importantes para quem gosta
do assunto, inclusive o
trabalho realizado naquela
universidade.
O endereço è:
http://www.das.ufsc.br/gia/his
tory/history.htm
Mais alguns Sites de
Universidades do Brasil
PUC Rio de Janeiro
http://www.inf.pucrio.br/labdi/inteligencia_artifi
cial.html
Universidade da Brasília
http://cic.unb.br/docentes/wag
ner/ementa-ia1-pos.html
GRACO – Grupo de Pesquisa
de Automação e Controle na
Universidade de Brasília
http://www.graco.unb.br/ia.ht
ml
Mais um site da PUC
Este site é mantido por
Ricardo Annes, da Faculdade
de Ciências Contábeis,
Administração e Informática
da PUC do Rio de Grande do
Sul. Neste site encontramos
referencias de livros sobre o
assunto, links e até material
para download.
http://www.pucrs.campus2br/
~annes/infia.html
16
CURIOSIDADES – Funcionamento de Modems (Parte I)
O modem
(modulador/demodulador)
é uma invenção antiga, mas
ainda fundamental para o
mundo dos computadores.
Hoje, há modems rápidos,
trabalhando a 56.600 bps,
mas muitos ainda se
lembram dos antigos
aparelhos que operavam a
300 bps. O interessante é
que, há uns cinco anos
atrás, apenas uma pequena
porção dos computadores
tinha a disponibilidade de
um modem. A
consolidação da Internet e
a explosão de transações
pela rede provocou o
surgimento de um enorme
mercado para os modems e
as fábricas têm respondido
com um desenvolvimento
sem precedentes.
Inicia-se esta secção
perguntando-se sobre qual
seria a maneira mais fácil
de fazer a comunicação
entre dois computadores
distantes ? É claro que a
resposta óbvia é via linha
telefónica. Quase todos
têm acesso a uma e já
existe uma sofisticada rede
de interconexão propiciada
pelas companhias
telefónicas. O problema
reside no fato das linhas
telefónicas terem sido
preparadas para o tráfego
da voz e não para os sinais
digitais dos computadores.
A informação digital dos
computadores precisa de
ser convertida em sinais
adequados para o tráfego
pela rede telefónica
pública. O aparelho
responsável por essa
conversão é o modem.
Hoje em dia, a palavra
modem é também usada
para designar dispositivos
usados em transmissão
exclusivamente digital,
como por exemplo os
dispositivos que recebem
as informações digitais
originados em um
computador e os adequam
para uma linha telefónica
digital, como a ISDN
(Rede Digital de Serviços
Integrados).
Os modems são sempre
usados aos pares, um em
cada extremidade do
caminho de transmissão.
Para garantir a
comunicação, o usuário
deve assegurar-se de que
tanto o modem transmissor
como o receptor usem o
mesmo protocolo, que são
as regras que descrevem
precisamente o formato dos
dados, o esquema de
modulação e a velocidade
de transmissão.
Antes de um estudo mais
aprofundado, serão
esclarecidos alguns
conceitos. O primeiro
conceito é o termo canal.
Toda vez que se faz a
comunicação entre dois
pontos, diz-se que essa
comunicação acontece
através de um canal. Por
exemplo, quando duas
pessoas falam através do
telefone comum, elas usam
o canal telefónico. Outro
conceito muito importante
e também bastante intuitivo
é o do ruído. Em toda
comunicação, existe ruído
presente. É claro que,
quanto maior o ruído,
maior é a chance de
acontecerem erros nessa
comunicação. Todo canal é
corrompido pelo ruído. A
potência do ruído, de forma
absoluta, não traz muita
informação, o que interessa
é a comparação da potência
do ruído com a potência do
sinal que passa pelo canal.
Por isso, o ruído é
caracterizado através do
que se chama Relação
Sinal/Ruído (SNR), que
normalmente é medida em
dB (decibel). Quanto maior
for a SNR, melhor será a
comunicação.
Generalidades
A Figura 1 apresenta uma
típica conexão usando
modem, onde um usuário
se conecta a um provedor
Internet (ISP, “Internet
Service Provider”) através
da rede telefônica pública
(PSTN, “Public Switch
Telephone Network”). O
enlace digital entre o
computador e o modem é
transformado por este
último em um enlace
analógico, que chega até a
central telefónica. Já o
enlace entre as centrais é
feito de forma digital,
excepto as centrais muito
antigas. Algumas grandes
instituições, como os
bancos, alugam linhas
privadas digitais e, com
isso, têm, desde a origem
até o destino, um enlace
completamente digital e
podem então comunicar-se
a grandes velocidades. Os
principais problemas da
conexão entre
computadores surgem no
enlace analógico, que foi
originalmente projectado
17
para trabalhar com voz na
faixa de 300 até 3 kHz.
Bem, se o problema está
nas linhas telefónicas
analógicas, não seria
possível substituí-las por
enlaces digitais ?
Provavelmente não, pois
ficaria muito caro. É
preciso contentar-se com as
velhas linhas telefónicas.
Figura 1: O enlace entre
dois computadores
Protocolo
Quem já trabalhou com
modems com certeza já viu
uma lista de
especificações: v.34, v.32,
v.22, bell 212A, etc.. Essas
especificações dizem
respeito aos protocolos que
um modem pode cumprir.
Os modems, assim como as
pessoas, precisam de uma
linguagem comum para
que cada um entenda o
outro. No começo dos anos
70, a Bell era a maior
projectista e produtora de
modems e, por isso, seus
modems acabavam virando
padrões.
Esses padrões foram mais
tarde adoptados como
recomendações de uma
organização de padrões
mundiais, denominada
“Comité Consultatif
International de
Telegraphie et
Telephonie”, abreviada
como CCITT. Ela foi mais
tarde renomeada para
“International
Telecommunications
Union Telecommunication
Standardization”,
abreviada como ITU-T,
que em português seria
traduzido como União
Internacional de
Telecomunicações, com
sede em Genebra, na Suíça.
Diversos padrões para
comunicação de dados
sobre rede telefónica, em
especial para modems,
foram desenvolvidos pela
ITU-T. Esses padrões estão
nomeados com siglas que
começam com a letra V e,
por isso, são conhecidos
como padrões e
recomendações da série V.
A ITU-T pode ser
facilmente acessada através
do seu site:
http://www.itu.int/.
Ricardo Zelenovsky
e
Alexandre Mendonça
www.velleman-kit.com
18
CIRCUITOS VÁRIOS
O oscilador apresentado gera na saída um
sinal rectangular numa frequência de 5MHz,
determinada pelo cristal. O circuito pode ser
usado como clock de instrumentos digitais de
medida que exijam uma base de tempo a
cristal para maior precisão. O Condensador
de 1,2nF deve ser cerâmico e o circuito pode
operar com cristais de frequências na faixa
de 1MHz a 5MHz, sem problemas.
No circuito em cima temos um carregador
de baterias de 12V.
Este é um circuito de controlo de
velocidade de um motor CC.
Este circuito serve para monitorizar o
estado de uma bateria de 12V.
Se a tensão for superior a 10V, o zener
conduzirá e Q1 é levado à saturação de modo
a acender o Led1. Com a condução de Q1, o
transístor Q2 ficará cortado.
Se a tensão de Entrada for menor que 10V,
o transístor Q1 permanecerá cortado, e com
isso Q2 conduzirá fazendo acender o Led2.
As resistências limitam as correntes nos
transístores e nos leds.
Em cima temos o circuito de um sensor de
proximidade por infravermelhos
19
CIRCUITOS VÁRIOS
Dado Electrónico
Com um único integrado podemos
elaborar este dado de brinquedo que
apresenta em leds acesos a disposição de
um dado comum.
Os leds são accionados por uma rede
lógica de díodos, a partir de um integrado
4017. O sorteio é dado por uma porta de
ruído que é ligada a um sensor. Com o
toque dos dedos no sensor entram os pulsos
de ruído CA em quantidade aleatória
determinando qual das saídas do 4017 irá
para o nível alto, accionando assim o
conjunto de leds correspondentes.
O circuito é alimentado por uma bateria
de 9V comum e os leds são de 5mm e
podem ser da cor que preferir. Os díodos
são do tipo 1N4148 ou equivalente e o
transístor é um NPN de uso geral.
Lâmpada Nocturna
Este projecto foi
desenvolvido para
ser utilizado em
garagens,
corredores jardins,
vitrines de
estabelecimentos
comerciais, etc. A
finalidade é
acender uma
lâmpada
incandescente
quando anoitece e,
depois, apagá-la ao
amanhecer. O
circuito também pode usar um TRIAC em lugar do SCR de modo a se poder adicionar maior
numero de lâmpadas e com o ciclo completo de alimentação (onda completa). O sensor é uma
LDR comum que deve apenas receber a luz ambiente. O potenciómetro, que não é critico
(podendo ter valores entre 3,3MΩ e 4,7MΩ), ajusta a sensibilidade. A alimentação é fornecida sem
transformador para maior economia no projecto. O LDR, para melhor desempenho, deve ser
montado num tubo opaco e o SCR dotado de um dissipador.
20
CIRCUITO DO MÊS – Gerador de Sequência
Com este circuito pretende-se obter as seguintes letras HELLO, ou outras letras se o desejar,
para isso terá de modificar o circuito nas ligações dos pinos dos displays, de resto o circuito é o
mesmo.
O circuito integrado NE555 dá impulsos de clock (CLK) ao contador HEF4017BP que vai tendo
as saídas sucessivamente num estado alto e alimentam os displays através do buffer inversor
SN7407.
Quando a sequência HELLO aparecer completa nos displays a sequência volta ao inicio. Para
isso liga-se o pino 5 que é a sétima saída do contador ao pino 15 que é o reset do mesmo circuito,
fazendo a sequência começar do inicio.
21
ANUNCIOS
Vendas:
nome e morada para
[email protected]
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
Outros:
Diodo Electronic
4050-537 Porto
Tel. +351-223 395 230/3/4
Fax +351-223 395 239
Electrónica, Lda.
Tel. 223 394 780 (6 linhas)
Fax. 222 001 379 (Geral)
Pilar
- S. I. I. Lda.
Paulo Matos
Porto
Tel. 919 687 668
Braga
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
22
7400
7401
7404
7410
7413
7414
23
Ano 1 N.º 4
Março/2003
Edição Gratuita
de teste e medida
componentes
Mar/03-04
Circuitos Magazine N.º4 Mar/2003.
1
Ilustração: José Xavier e Miguel
Maia
3 NOTICIAS
6 ÁUDIO E VÍDEO
Marinho
Manutenção de Unidades de CD (Parte II)
TV-Video ServiceMode (Parte IV)
História da Robótica
Motores de Passo
Engomar (Parte III - Ultima Parte)
Na Internet
17 CURIOSIDADES
Funcionamento de Modems (Parte II)
Internet
(informações)
Aviso
educativos!
por nós.
Controlo Simples de Motor
Inversão do Sentido da Rotação
Controlo de Dois Motores
Motor Pulsante
Reversão por Relé
Biestável de Controlo
Motor Accionado por Luz
Motor Accionado por Sombra
22 CIRCUITO DO MÊS
Fonte de Alimentação Regulável
23 DATABOOK
2
NOTICIAS
ESPAÇO
Nasa pede ajuda para «baptizar»
robôs
Os robôs vão ser lançados para o espaço
a partir do Cabo Canaveral no próximo Verão e devem chegar
a Marte no início de 2004.
Por enquanto, os robôs são apenas denominados de MER-A e
MER-B, com origem no seu nome técnico, «Mars Exploration
Rovers».
Assim, a NASA pediu aos alunos norte-americanos com
idades compreendidas entre os cinco e os 18 anos para
enviarem, antes do final de Janeiro, um ensaio com o máximo
de 500 palavras no qual deverão sugerir nomes para as
máquinas, explicando também a razão do nome.
O concurso conta com a colaboração da Sociedade Planetária
e do fabricante de brinquedos Lego.
O vencedor do concurso ganha, juntamente com a sua família,
uma viajem até ao Cabo Canaveral, na Florida, onde poderá
assistir ao primeiro dos dois lançamentos.
TELEMÓVEIS
2003 será não recorde nos EUA
As vendas de produtos de electrónica
deverão chegar a um total de 99,5 mil
milhões de dólares (99,6 mil milhões de
euros) em 2003 nos Estados Unidos, constituindo um novo
recorde. A percentagem de crescimento deverá situar-se nos
3,5 por cento relativamente a 2002.
De acordo com as previsões da Consumer Electronics
Association (CEA), os produtos digitais continuam a ser quem
mais impulsiona o desenvolvimento da indústria. Em 2002 o
crescimento superou a fasquia dos 3 por cento, relativamente a
2001, ultrapassando mesmo as perspectivas da CEA.
DVD, ecrãs de televisão digital e leitores de MP3 contam-se
entre os produtos com maior progressão no que diz respeito a
vendas do outro lado do Atlântico. Só na parte dos leitores de
vídeo digital, foram vendidas 17,6 milhões de unidades. O
mesmo é dizer que hoje 35 por cento dos lares norteamericanos dispõe de um leitor de DVD. A CEA prevê ainda
que os mercados de PCs e telemóveis recuperem e voltem a
crescer de forma acentuada. Neste último caso, o volume de
vendas deverá aumentar seis por cento, para os 60 milhões de
unidades.
TELEMÓVEIS
Motorola anuncia
lançamento de oito
novos telemóveis
Na comemoração dos 75
anos da marca, em Xangai,
na China, a Motorola
anunciou o lançamento de
oito novos telemóveis
GSM, seis dos quais serão
comercializados a nível
mundial e dois apenas no
mercado asiático. Os novos
aparelhos apresentam
inovações no campo das
mensagens (EMS e MMS),
Java, GPRS, EDGE e
UMTS/WCDMA.
Oferecem ainda ecrãs a
cores e toques polifónicos.
A Motorola chama a
atenção para o design
inovador do V60i e V66i, o
ecrã a cores do T720 e a
série de gama de entrada
C330. Nos aparelhos com
câmara digital incorporada,
o destaque vai para o E365.
O display V600 é capaz de
suportar, por seu lado, 64
mil cores e oferece
tecnologia Bluetooth.
Com uma piscadela de
olho à terceira geração
móvel e ao mundo dos
jogos, a Motorola
apresentou o T725 e o
A835. No campo das
mensagens multimédia, a
Motorola lançará o V295 e
o A388c. A série C350
permite alterar o aspecto
exterior do telemóvel com
diferentes opções de
personalização.
O Motorola A388c, C350
e V295 deverão estar
disponíveis no primeiro
semestre de 2003. O V600,
3
T725, E365, E380 e A835 serão comercializados no segundo
semestre deste ano.
PIRATARIA
Equipa de hackers retoma desafio para quebrar
protecção da Xbox
Um dia após ter anunciado que abandonava a sua tentativa de
quebrar uma chave ou algoritmo de encriptação empregue para
assinar digitalmente software para a consola de jogos vídeo
Xbox da Microsoft, o Neo Project, um grupo de entusiastas de
computação distribuída revelou no seu site que irá continuar a
tentar o feito.
A suspensão temporária do trabalho serviu para os elementos
do grupo aconselharem-se junto de uma equipa de advogados.
Entretanto, o projecto informou no seu site que iria retomar a
tarefa e que dentro de poucos dias irá disponibilizar uma nova
versão do software para tentar vencer o Xbox Challenge, um
desafio de hacking lançado por um anónimo que mais tarde se
veio a saber que era Michael Robertson, director executivo da
Lindows.
Segundo um dos organizadores do projecto, o Neo Project
pretendia abandonar a iniciativa devido a razões legais. A
obtenção da chave pública para a encriptação iria constituir um
grande passo para quebrar a chave privada detida pela
Microsoft - dado estarem ligadas matematicamente uma à
outra - e, desta forma, permitir que os utilizadores corressem
software não autorizado na consola.
O objectivo desta iniciativa consiste em vencer a segunda
parte do desafio lançado em Julho por Robertson com um
prémio no valor total de 200 mil dólares, no sentido de adaptar
a consola de jogos da Microsoft de forma a que possa correr o
sistema operativo Linux, sem quaisquer modificações de
hardware.
A primeira parte do desafio, também com um prémio de 100
mil dólares, que consistia em fazer correr o Linux com
alterações no hardware, já foi cumprida, mas Robertson
alargou o prazo limite - que terminava no último dia de 2002 por mais um ano.
Muitos hackers estão à procura de formas para correr o seu
próprio software na Xbox, mas até agora não conseguiram
ultrapassar um mecanismo de segurança na consola que apenas
permite que as aplicações corram se estiverem digitalmente
assinadas com a chave privada de encriptação de 2048 bits da
Microsoft.
A computação distribuída é numa forma de dividir tarefas que
exigem recursos enormes entre uma série de computadores
usando poder de
processamento que de
outro modo seria
inutilizado. No dia 3 de
Janeiro, o Neo Project
colocou no seu site na Web
o código que permitia que
os apoiantes da iniciativa
utilizassem o tempo livre
dos seus PCs para
participar numa pesquisa
pela chave privada de
encriptação da Microsoft
mediante o recurso a
técnicas de computação
distribuída.
No dia seguinte, o grupo
publicou online um aviso
no seu site afirmando que
se o projecto com a Xbox
fosse considerado ilegal ou
se a equipa fosse
contactada pela Microsoft
iria abandonar a iniciativa,
uma vez que os seus
elementos não podiam
suportar as despesas legais.
Pelo dia 7 de Janeiro, o
site do grupo tinha sido
alterado, passando a conter
a mensagem: "Devido a
razões legais, vamos deixar
de alojar ou participar no
desafio Xbox". Por outro
lado, a aplicação contendo
o código para tentar
quebrar a encriptação da
consola tinha já sido
retirado.
Até segunda-feira de
manhã, o site informava
que mais de 3.500
utilizadores Neo tinha
eliminado cerca de 776
milhões de combinações
possíveis. Mas, de acordo
com alguns especialistas
em segurança, as hipóteses
de quebrar o código eram
quase nulas. Assim, um
milhão de computadores
Pentium 4 com uma
4
velocidade de relógio de 1 GHz cada um, por exemplo,
demorariam cerca de 50 mil milhões de anos a quebrar a
encriptação de uma chave de 1640 bits, em comparação com a
chave de 2.048 bits da Xbox.
De tal forma que valeu
aos seus três investigadores
o Prémio Nobel de
Química.
O Neo Project teve início em Julho passado, como uma
tentativa para solucionar o desafio no valor de 10 mil dólares
da chave RSA-576, patrocinado pela empresa RSA Security,
antes de em Janeiro se ter passado a dedicar a aplicação
efectiva da Microsoft do mesmo algoritmo.
Duas das mais notáveis
aplicações neste ano
relacionam-se com a
criação de uma gama de
várias centenas de
componentes informáticos
à base de micro-peças
orgânicas em plástico
flexível (podendo ser a
base para futuros ecrãs
planos, etiquetas
electrónicas), e um laser
orgânico, no interior do
qual, as moléculas
orgânicas de (tetraceno)
emitem ondas luminosas
logo que sejam excitadas
pela passagem de uma
corrente eléctrica e talvez
mesmo de surpreendentes
telemóveis que possam ser
arremessados!
ESPAÇO
Nasa vai enviar dois robôs a Marte
Será que um dia o Planeta Vermelho teve
água suficiente para suportar vida? Esta é
uma dúvida que a NASA quer esclarecer e, pora isso, vai
enviar a Marte dois robôs para procurarem vestígios
geológicos que provem esta suposição. O lançamento está
previsto para Maio e Junho.
Para já, o Jet Propulsion Laboratory da agência espacial
norte-americana está a terminar a construção e os testes dos
robôs que serão enviados separadamente - uma operação que
vai custar 800 milhões de euros.
«O que estamos a tentar fazer é colocar dois geólogos na
superfície de Marte», explicou o director científico da missão,
John Callas, segundo o qual, «os veículos de 181 quilos têm
capacidade para imitar o trabalho de um geólogo de campo,
utilizando braços e pernas».
Os robôs deverão entrar na atmosfera marciana sete meses
depois de deixarem a Terra e pousar no planeta em 2004.
A partir dessa altura, resistem 90 dias, durante os quais os
cientistas esperam que eles percorram 594 metros, examinem
seis rochas e tirem inúmeras fotografias de alta resolução da
superfície marciana, enviando as imagens e os dados
mineralógicos para a Terra.
Por enquanto, os robôs são conhecidos apenas como Mars
Exploration Rovers A e B, mas está a decorrer um concurso ,
patrocinado pela Lego e pela Sociedade Planetária, para lhes
dar um nome.
ELECROPLÁSTICO
Pedimos um bocado de
atenção e um pouco de
colaboração a todos que
lêem esta revista.
Agradecíamos se fosse
possível aos leitores que
quando descobrissem
alguma noticia com
conteúdo relacionado com
electrónica e novas
tecnologias se podiam
enviar as mesmas para
[email protected] para
ajudar no desenvolvimento
desta secção.
Plástico condutor de Electricidade
Obrigado
Um plástico condutor de electricidade forneceu de base a um
vasto leque de realizações tecnológicas, utilizando moléculas
orgânicas, pouco dispendiosas e com grande capacidade de
adaptação, é o que se pode ler na Revista Science.
A Equipa X@vi Electronics
5
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte II)
Princípios de Lasers
Laser Rubi
O primeiro Laser colocado em funcionamento data de 1960, desenvolvido pelo cientista
Theodore Maiman. Nesta época, foi utilizado um cristal de rubi como oscilador e ficou conhecido
como laser de bombeamento óptico.
Laser a Gás
Em um tubo aplicava-se uma mistura de gases nobres He-Ne (Hélio e Neônio) na proporção de
80% e 20%, respectivamente. Eram feitas descargas eléctricas nestes elementos fazendo com que
seus átomos se chocassem uns contra os outros. Desta colisão, obtinha-se diferentes níveis
energéticos (liberação de fótons). No interior deste tubo existiam micro espelhos que aumentavam
a concentração do feixe inicial, orientando-o.
Laser semicondutor
Consiste em um bloco semicondutor (junção PN-GaAlAS), que por intermédio de uma baixa
corrente produzirá oscilações nesta junção. Estas oscilações gerarão colisões e recombinarão
eléctrons e lacunas, emitindo fótons ou elementos de luz. Por se mostrar o mais económico,
estável, com poucas dimensões e boa durabilidade, tornou-se o modelo mais popular para a
aplicações técnicas em leitura de dados.
Laser corante
Dispositivo que possui líquido circulante em suas estruturas que são excitados por lâmpadas ou
outros tipos de lasers. Um dos materiais mais empregados é o RH 6G, elemento altamente
fluorescente, largamente utilizado no início da era espacial. A grande vantagem deste tipo de laser
é a de podermos variar sua frequência bastando para isso girarmos um elemento chamado grade de
difração que altera filtros internos deixando passar apenas a frequência desejada. Estes lasers
podem gerar pulsos extremamente curtos.
Um Pouco Sobre Discos Ópticos
Antes de mais nada é importante conhecermos alguns detalhes técnicos sobre o tão falado disco
digital.
O disco compacto, como foi baptizado no final da década de 70, é formado por uma quantidade
gigantesca de micro cavidades dispostas em sua superfície na forma de espiral. Esta espiral é
dividida em sectores, cada sector possui rigorosamente o mesmo tamanho e, portanto, o mesmo
volume de dados. No início e no fim de cada sector existem bits de sinalização para identificarem
as mudanças de sectores durante a leitura. Só como exemplo, um quadro de áudio digital (frame)
gravado no disco possui 588 bits, divididos entre dados (408 bits), sincronismo (27 bits), canais
(17 bits) e codificação de erros (136 bits). As dimensões destas micro cavidades ficam mais claras
quando damos exemplos como: na largura de um fio de cabelo humano cabem 30 trilhas de disco
óptico, sem falar que um feixe laser é 50 vezes mais fino que um fio capilar. Estas comparações
nos permitem entender as dimensões envolvidas nesta tecnologia. Um CD convencional de áudio
possui 34 milhões de frames, cada 3mm de trilha do disco tem 30 mil bits de correcção de erros.
O mais fantástico ainda é o facto de que na combinação entre largura e comprimento destas micro
cavidades, obteremos a informação digital. Sim, é exactamente isso: de acordo com o tamanho da
cavidade e no conjunto delas, teremos mais ou menos luz reflectida, assim como maior ou menor
variação desta luz reflectida para a unidade óptica, compondo a base da informação gravada
(código binário).
6
Etapas resumidas do processo básico de fabricação de CDs
Pré - masterização
Primeira etapa do processo onde a informação gravada em fita analógica ou digital é transferida
para uma mídia especial (fita u-matic), utilizando um equipamento denominado editor/processador
de sub-códigos. Neste momento são atribuídos aos dados já gravados informações complementares
como: títulos, índices, tempo de cada faixa, etc
Masterização
Este é o processo na qual utilizamos o LBR (Laser Beam Record) ou seja, o gravador a feixe
laser. Um feixe especial de maior potência é aplicado a superfície foto-resistiva recoberta
electricamente com prata, alumínio, entre outros elementos, a fim de marcar ou formar uma
estampa metálica. E uma das partes mais longas e complexas de todo o processo. Vencida esta
fase, o disco e levado a um banho químico para retirada das áreas expostas ao feixe. Será aplicado
um revestimento metálico, geralmente com alumínio vaporizado sobre esta camada foto-resistiva
final.
O processo electrónico de gravação em CD (masterização) é bastante complexo. Para termos uma
breve ideia, o sinal analógico que será convertido em informação digital sofrerá um processo
denominado quantização. Esta etapa é dividida em dois blocos: 1. Amostragem; 2. Retenção. A
amostragem nos CDs de áudio é realizada a 44,1 kHz, já no disco de CD-ROM a 48 kHz e, nos
DVDs, passa a ser 96 kHz, segundo um teorema específico (Nyquist). Após este procedimento a
informação será codificada por um processo denominado CRC, a fim de reduzir as margens de
erros no processo de leitura, sendo então, espalhada em forma de FRAMES (quadros de
informações) seguindo uma ordem preestabelecida. Ao final, todos os dados serão somados e
modulados (EFM) para que, entre outros factores, a informação gravada no disco tenha mais
densidade, aumentando o clock e reduzindo as tensões contínuas nos foto-detetores. Para
entendermos a base da correcção de erros no disco, devemos sempre lembrar que no CD existe,
grotescamente falando, um cálculo matemático pronto, uma soma, onde já temos o resultado final.
Qualquer número perdido desta conta poderá ser recuperado (respeitando certos limites), bastando
refazer a soma tendo como base o resultado final.
Recobrimento eléctrico
Uma vez concluído o revestimento metálico, o disco será submetido a electrólise, sendo emergido
em uma solução eletrolítica de sulfato de níquel, onde gradualmente é aplicada uma pequena
corrente eléctrica (microàmpéres) que revestirá o disco com uma fina camada de óxido. Todo o
processo pode levar horas.
Moldagem
É a técnica empregada para duplicação do disco original em milhares de cópias. O material
escolhido para as cópias foi o policarbonato, devido a sua transparência, estabilidade dimensional,
pureza e resistência a impactos. O policarbonato é aquecido a 350 graus celsius para ser moldado,
com alta precisão para serem planos, centrados e livres de qualquer distorção óptica. Com um
meticuloso processo de resfriamento, o CD torna-se uma espécie de disco plástico transparente
com microscópicas cavidades no seu interior.
Impressão e revestimento
Ao final de todo este incrível processo tecnológico, é fundamental que o disco possa ser lido por
um feixe laser, sendo assim, alguns metais podem servir para seu revestimento final, são eles:
ouro, prata, cobre, alumínio e outras substâncias derivadas ou ligas, tendo como base os materiais
já mencionados. Geralmente o alumínio é o mais empregado, devido ao seu excelente desempenho
e, claro, baixo custo. A camada final tem espessura entre 50 e 100 nanomêtros. Uma camada de
acrílico transparente é aplicada para a protecção final, sendo secada sob luz ultravioleta. Agora
sim, finalmente está concluído o processo, basta receber rótulo e estampa.
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ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte IV)
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Stef_no1
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ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Historia da Robótica
O conceito de robot data dos inícios da história, quando os mitos faziam referência a
mecanismos que ganhavam vida.
Começando na civilização grega, os primeiros modelos de robot que encontramos eram figuras
com aparência humana e/ou animal, que usavam sistemas de pesos e bombas pneumáticas.
As civilizações daquele tempo não tinham nenhuma necessidade prática ou económica, nem
nenhum sistema complexo de produtividade que exigisse a existência deste tipo de aparelhos.
Cientistas árabes acrescentaram um importante e novo conceito à ideia tradicional de robots,
concentrando as suas pesquisas no objectivo de atribuir funções aos robots que fossem ao encontro
das necessidades humanas. A fusão da ideia de robots e a sua possível utilização prática marcou o
início de uma nova era.
Leonardo DaVinci abriu caminho a uma maior aproximação ao complexo mundo dos robots.
DaVinci desenvolveu uma extensiva investigação no domínio da anatomia humana que permitiu o
alargamento de conhecimentos para a criação de articulações mecânicas. Como resultado deste
estudo desenvolvido, surgiram diversos exemplares de bonecos que moviam as mãos, os olhos e as
pernas, e que conseguiam realizar acções simples como escrever ou tocar alguns instrumentos.
Nikola Tesla, cientista na área da robótica, emigrou da Croácia para a América em 1800 e a
propósito do grande desenvolvimento dos robots e das grandes expectativas criadas em redor
destes, afirmou: "I treated the whole field broadly, not limiting myself to mechanics controlled
from a distance, but to machines possessed of their own intelligence. Since that time had advanced
greatly in the evolution of the invention and think that the time is not distant when I shall show an
automation which left to itself, will act as though possessed of reason and without any willful
control from the outside." A palavra robot foi introduzida pelo dramaturgo Karel Capek. Esta
palavra surgiu numa das suas mais prestigiadas peças, R.U.R, e os robots que nela intervieram não
eram mecanizados.
O termo robótica refere-se ao estudo e à utilização de robots, e foi pela primeira vez enunciado
pelo cientista e escritor Isaac Asimov, em 1942, numa pequena história intitulada "Runaround".
Asimov também publicou uma compilação de pequenas histórias, em 1950, intitulada "I Robot".
Este autor propôs a existência de três leis aplicáveis à robótica, às quais acrescentou, mais tarde, a
lei zero. As leis propostas são, actualmente, entendidas numa perspectiva puramente ficcional, pois
no tempo em que foram escritas não se imaginava o desenvolvimento vertiginoso que iria ocorrer
nesta área. Os robots, tal como os conhecemos hoje, não procuram ser verdadeiras imitações
humanas, nem pretendem ser outras formas de vida.
O desenvolvimento inicial dos robots baseou-se no esforço de automatizar as operações
industriais. Este esforço começou no século XVIII, na indústria têxtil, com o aparecimento dos
primeiros teares mecânicos. Com o contínuo progresso da revolução industrial, as fábricas
procuraram equipar-se com máquinas capazes de realizar e reproduzir, automaticamente,
determinadas tarefas. No entanto, a criação de verdadeiros robots não foi possível até à invenção
do computador em 1940, e dos sucessivos aperfeiçoamentos das partes que o constituem,
nomeadamente, em relação à dimensão.
O primeiro robot industrial foi o Unimates, desenvolvido por George Devol e Joe Engleberger, no
final da década de 50, início da década de 60. As primeiras patentes de máquinas transportadoras
pertenceram a Devol, máquinas essas que eram robots primitivos que removiam objectos de um
local para outro. Engleberger, por sua vez, pela construção do primeiro robot comercial foi
apelidado de "pai da robótica". Outro dos primeiros computadores foi o modelo experimental
chamado Shakey, desenhado para pesquisas em Standford, no final da década de 60.
Actualmente, robots como o Shakey continuam a ser utilizados, particularmente com intuitos de
pesquisa, mas, no futuro, estes computadores podem vir a ser utilizados como veículos de
reconversão ambiental.
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INFORMAÇÃO GERAL – Motores de Passo
A crescente popularidade dos motores de passo se deve à total adaptação desses dispositivos à
lógica digital. Vários periféricos de computadores os usam em inúmeras aplicações, como mesas
gráficas, unidades de disco, plotters e etc. Não só na Informática, mas também na Robótica esses
motores estão sendo cada vez mais usados, em sistemas de movimentação de braços mecânicos e
etc. Com o auxílio desses motores, pode-se criar interfaces entre o cérebro (CPU) e o movimento
mecânico, constituindo, em suma, a chave para a Robótica.
Os motores comuns, giram em velocidade constante, pois possuem apenas dois estágios de
operação, ou seja, parados ou girando; enquanto os motores de passo deslocam-se por impulsos ou
passos discretos e exibem três estágios: parados, activados com rotor travado (bobinas
energizadas) ou girando em etapas. Este movimento pode ser brusco ou suave, dependendo da
frequência e amplitude dos passos em relação a inércia em que ele se encontre.
Pertencendo à uma categoria separada, diferente dos motores comuns, os motores de passo têm
aplicações específicas, ou seja, em rotações de eixos em um ou vários passos, dependendo de
sinais fornecidos pelos circuitos digitais de comando. Podem ser usados em circuitos abertos, ou
seja, sem qualquer realimentação de controle normalmente proporcionada por potenciómetros,
codificadores, geradores tacométricos e assim por diante, evitando com isso, os problemas
encontrados nesses sistemas, como instabilidade e ultrapassagem (overshoot), podendo substituir
os servomotores CC convencionais.
No que se refere ao funcionamento, os motores de passo podem ser comparados aos síncronos,
ou seja, um campo rotativo (nesse caso gerados pela electrónica de controle) faz girar um rotor
magnético. Tais motores foram subdivididos de acordo com a forma em que é gerado o campo
rotativo (enrolamento unipolar ou bipolar no estator) e com o material empregado na confecção do
rotor. Os mais usados são os unipolares, geralmente com quatro bobinas. Neles, cada fase consiste
de um enrolamento com derivação central, ou mesmo de dois enrolamentos separados, de forma
que o campo magnético possa ser invertido sem a necessidade de se inverter o sentido da corrente.
Os motores bipolares, como possuem muitas bobinas na mesma carcaça e por isso essas têm fios
mais finos ou menor número de espiras, desenvolvem momentos inferiores aso dos bipolares,
porém possuem uma resolução maior, isso é, maior número de passos por volta completa. A
máxima frequência de rotação é limitada pelo rotor magnetizado, que induz uma tensão no estator.
Desse modo, motores com velocidades relativamente elevadas usam, normalmente, rotores de
ferro doce, unipolares e com menos pólos que o estator. Os enrolamentos são ligados em
sequência, às vezes em grupos.
A escolha de um motor de passo recai, em primeiro lugar, sobre os requisitos mecânicos; as
características eléctricas, por sua vez, determinam o projecto da electrónica de controle.
Parâmetros de grande importância, a taxa de arranque é a máxima aceleração permitida de
operação, intimamente relacionada com o momento de inércia do rotor. Na prática, deve-se Ter em
mente que o momento de inércia aumenta com a inércia das partes girantes acopladas ao motor,
reduzindo, portanto, a taxa de arranque.
Os motores de passo unipolares são controlados facilmente através de um transístor apenas por
enrolamento, enquanto nos bipolares são necessários quatro transístores em ponte. É possível,
nesse segundo, utilizar-se apenas dois transístores por enrolamento, desde que a fonte seja
simétrica, o que complicaria um pouco o circuito. Mas, em ambos os casos, uma lógica de controle
é exigida para que o motor possa girar correctamente.
13
Caso você pretenda controlar o motor de passo por computador, os estágios excitadores poderão
ser acoplados directamente a um dos conectores de saída, deixando para o software a tarefa de
estabelecer os movimentos do motor, ou seja, sentido de rotação (horário / anti-horário), em passos
inteiros ou meio passos e a variação dos tempos entre os passos, que definirá a precisa regulação
da velocidade. Pela contagem do número de passos, será possível seguir continuamente a posição
do objecto accionado pelo motor.
Uma outra opção para se comandar esses motores é através de circuitos lógicos discretos que
comandarão os transístores de saída e esses as bobinas do motor. Existem, no mercado europeu e
americano, alguns CIs específicos para o comando de motores de passo, tais como o SAA 1027, o
par L297 / L298, o TL 376 e a série ULN 2002 ....2005, e mais alguns.
O uso de motores de passo exige o respeito a algumas regras básicas. É preciso levar em conta o
carácter indutivo do estator, cuja corrente, ao ser chaveada, gera uma tensão indutiva que chega a
ser elevada o bastante para destruir a electrónica de controle. Isso pode ser evitado com a
utilização de díodos de protecção, nos enrolamentos unipolares, e varistores ou díodos zener
ligados em anti-série, no caso dos bipolares. As correias dentadas de transmissão são mais
indicadas que as engrenagens, devido ao fenómeno da ultrapassagem provocado pelo baixo
amortecimento desses motores, que poderiam quebrar ou desgastar rapidamente os dentes. Mas o
melhor mesmo é, sempre que possível, utilizar a transmissão directa. Por fim, caso você queira
posicionar algo com muita precisão, por meio de motores de passo, deve tentar fazer com que o
número de passos, entre o ponto de referência e a posição desejada, seja proporcional (segundo um
número inteiro) à quantidade de estatores do motor.
Imagens e fotos de motores de passo mais comuns:
Alexandre Costa
www.oficina-digital.com/catalog/
14
INFORMAÇÃO GERAL - Reparação de um Ferro de Engomar (Parte III)
10ª Fase
Limpeza dos vedantes
Os vedantes que unem as tampas devem ser limpos do
pó ou calcário que acumulem. Caso não se faça uma boa
vedação destes vedantes, o ferro provavelmente ficará a
verter agua.
Nas duas primeiras imagens podem ver o estado antes e
depois de serem limpos.
Para limpar estas borrachas podemos utilizar álcool ou
um produto idêntico. Deve-se ter em atenção que não se
pode limpar com produtos abrasivos para a borracha.
11ª Fase
Substituição dos terminais na placa de ligação
Estes terminais também estão danificados devido ao
contacto com os bornes. Por isso temos que os
substituir.
12ª Fase
Após a montagem do ferro de engomar, vamos
proceder a um teste para verificar se ficou 100%
funcional.
Como mostra na ultima imagem, vimos que já temos o
ferro a dar sinal que liga. E está a aquecer.
Depois de aquecer à temperatura desejada, fazemos o
teste com uma peça de roupa.
JoDaFa
15
A nossa revista é
preparada com certa
visitar.
Em especial, recomendamos
a utilização do AltaVista
(http://www.altavista.com)
que, ao nosso ver é o que
proporciona resultados mais
positivos quando utilizado
com as palavras-chave que
serão sugeridas.
Nesta edição vimos
apresentar dois úteis
programas que podem ser
usados em locais de reparação
de equipamentos.
Programa de Gestão de
Reparação
“Programa de Gestão
de Reparação” é uma
base de dados criada por
JoDaFa um dos
administradores do bem
conhecido site Oficina
Electrónica.
Esta base de dados tem
como objectivo guardar
a informação de avarias
detectadas e reparadas
para posteriores
consultas, também tem a
possibilidade de poder
imprimir recibos se
necessário entre outras
opções.
Para obterem esta
ferramenta necessitam de
fazer o download do
mesmo no site da
Oficina Electrónica , o
programa é freeware mas
se gostarem do programa
e acham que é uma boa
iniciativa sempre podem
enviar um e-mail para o
criador a felicitarem o
trabalho ou mesmo
enviar uma contribuição
para a manutenção do
programa bem como do
site.
GestStock
“Gestão de Stock” é outra
base de dados, mas nesta pode
fazer o controlo de peças e
componentes que tem em
stock.
Pode adicionar e alterar o
seu conteúdo de acordo com o
seu stock, controlar os preços
e datas de entrada e saída de
material.
Pode imprimir a lista de
material que tem, pode ainda
apenas imprimir o material
em falta entre outrs opções.
Este e mais um software
disponibilizado pela Oficina
Electrónica no entanto foi
criado por Manu21 um
outro administrador do site.
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
16
CURIOSIDADES – Funcionamento de Modems (Parte II)
A rapidez que pode
ter um modem
A Rede Telefónica
Pública (PSTN) foi
projectada para trabalhar
na faixa de frequências
(Banda Passante - W) de
300 a 3 kHz. As
informações são
transmitidas através da
linha telefónica com o uso
das variações (modulação)
de um determinado sinal,
chamado de portadora.
Quanto maior for o número
de variações por segundo,
maior será a quantidade de
informação transmitida, ou
seja, maior será a taxa de
bits. A taxa de bits é
medida em bps, que
significa bits por segundo.
Em 1928, um matemático
que trabalhava nos
laboratórios da Bell, Harry
Nyquist, estabeleceu uma
relação entre a banda
passante de um canal e a
máxima taxa de bits que o
canal poderia transportar.
Esse teorema estabelece
que esta taxa máxima é
igual a 2 x W, onde W é a
banda passante do canal.
Dessa forma, o teorema de
Nyquist leva a uma
aparente limitação da
máxima taxa de
transmissão para um canal
de voz. Uma comunicação
unidirecional estaria
limitada a 3.000 bps e, para
um canal bidireccional, ela
seria de 1.500 bps. Dessa
forma, em 1985, um
modem de 1.200 bps era
considerado estado da arte
e vendido por US$ 500.
Agora, como explicar que
existem modems
trabalhando de forma
bidireccional a 33.600 bps,
ou mais ?
Olhando de forma mais
cuidadosa para o teorema
de Nyquist, nota-se que ele
se refere às mudanças da
portadora e
especificamente à taxa de
transmissão. Isto significa
que, se for associado um
bit para cada variação da
portadora sinal, é possível
atingir taxas de transmissão
mais altas.
Nos antigos tempos da
transmissão telegráfica, foi
definida a unidade Baud,
que especifica a quantidade
de mudanças do sinal por
segundo. Ela também é
referenciada à taxa de
modulação na qual os
sinais estão sendo
transmitidos. Se os sinais
puderem assumir apenas
dois valores, por exemplo,
5V para o bit 1 e 0V para o
bit 0, então a taxa de
modulação em Baud é
igual à taxa de transmissão
em bits por segundo.
Porém, se os sinais
assumirem 4 valores, por
simplicidade 0; 1,66; 3,33
e 5V, pode-se associar 2
bits para cada um desses
valores. Agora, para cada
variação da portadora,
transmitem-se dois bits, ou
seja, a taxa de transmissão
em bits por segundo é igual
ao dobro da taxa de
modulação. Os primeiros
modems trabalhavam de
forma muito simples,
usando apenas dois tons:
um bit para cada tom.
A fórmula para calcularse a máxima taxa de
transmissão R de um
modem, em bits por
segundo, supondo que se
saiba a taxa de modulação
B, em Baud, e que o sinal
pode ter D estados
distintos, é:
Como observado, um
modem que module a
portadora através de 4
níveis distintos pode
associar 2 bits para cada
nível e, em consequência,
dobra a taxa de
transmissão. Um modem
desses, trabalhando a 1.200
bps, é equivalente a uma
taxa de modulação de 600
Baud. De forma similar,
um modem de alto
desempenho associa 6 bits
para cada uma das 64
possíveis transições da
portadora e então aumenta
bastante a taxa de
transmissão, ainda
mantendo baixa a taxa de
modulação. Resumindo,
aumentar o número de bits
associado a cada nível da
portadora efectivamente
aumenta a taxa de
transmissão.
Volta-se novamente à
pergunta: então qual é o
limite teórico para a taxa
de transmissão quando se
usa um canal de largura de
banda igual a W ? É claro
que não se pode aumentar
indefinidamente o número
de bits associado a cada
variação da portadora. À
medida que se aumenta
essa quantidade de bits,
torna-se cada vez mais
difícil distinguir um sinal
17
do outro e agora passa a
entrar em cena o ruído. Se
o mundo fosse perfeito e
não houvesse ruído, então
não haveria limite para a
quantidade de bits
associada a cada transição
da portadora. Mas as coisas
não funcionam assim e a
quantidade de ruído dita o
limite para essa quantidade
de bits. Em 1949, Claude
Shannon, um outro
matemático dos
Laboratórios da Bell,
postulou uma relação entre
a máxima taxa de
transmissão, a largura de
banda do canal e a
quantidade de ruído:
Onde:
C é a máxima
capacidade do canal em
bps;
W é a largura de banda
do canal medida em Hz;
S é a potência do sinal
em Watts;
N é a potência do ruído
em Watts; e
Log2 é o logaritmo na
base 2.
Esta relação determina a
máxima taxa de
transmissão teórica para
um dado canal. A figura 2
apresenta essa relação
calculada para o canal de
voz telefónico, que tem
uma banda de 3.000 Hz e
uma relação sinal/ruído
Figura 2: Relação de
Shannon para um canal
com banda de 3.000 Hz
entre 30 e 40 dB.
Tomando-se como típica
uma SNR = 35 dB, chegase a um limite de 35.000
bps. Os modems
comerciais, para trabalhar
com linha discada,
usualmente chegam a
33.600 bps, o que está
próximo ao limite teórico.
É comum que as linhas
ofereçam uma relação sinal
ruído abaixo de 30 dB e
isso explica porque os
modem 33.6K
frequentemente oferecem
uma conexão abaixo dessa
velocidade. Agora uma
outra pergunta: se o limite
é de 35Kbps, como pode
funcionar um modem de
56K ?
Ricardo Zelenovsky
e
Alexandre Mendonça
Diodo Electronic
4050-537 Porto
Tel. +351-223 395 230/3/4
Fax +351-223 395 239
Electrónica, Lda.
Tel. 223 394 780 (6 linhas)
Fax. 222 001 379 (Geral)
18
CIRCUITOS VÁRIOS
Circuitos úteis para robótica
Os motores de corrente contínua, com
tensões de alimentação entre 3 V e 12 V e
correntes de até 1 A podem ser usados
facilmente para movimentar braços
mecânicos, elevadores, esteiras e até mesmo
veículos de pequeno porte e robôs
alimentados por bateria. Além da parte
mecânica que pode exigir polias, correias ou
caixas de redução, um problema que o
projectista destes dispositivos encontra é o
controle eléctrico e electrónico dos motores.
Como o sentido de rotação do motor depende
da polaridade da alimentação e a velocidade
da tensão aplicada dentro da faixa permitida,
o uso de circuitos electrónicos não é difícil e
para os que conhecem alguns componentes
básicos, a montagem de controles é
relativamente simples. Dou a seguir diversos
circuitos que podem ser adaptados para
funcionar como motores de 3 V a 12 V e que
exijam correntes de até 1 A. Estes motores
podem ser conseguidos de pequenos
electrodomésticos fora de uso (alimentados
por pilhas e baterias) ou de brinquedos,
principalmente, carrinhos que podem
fornecer unidades de boa potência.
Controlo simples de motor
Para accionar um motor a partir de um
conjunto de pilhas, bateria ou fonte de
alimentação, o circuito indicado é o mostrado
na figura 1, onde a polaridade da ligação do
motor vai determinar o seu sentido de
rotação. O condensador é usado para
amortecer as comutações das escovas do
motor, tomando seu funcionamento mais
suave e evitando a produção de pulsos de
transientes no circuito alimentado. Este
componente é especialmente importante
quando a bateria usada alimenta outros
circuitos ao mesmo tempo, pois sem o
condensador, podem ocorrer interferências.
Se o circuito usar um controle remoto, o
condensador é muito importante, pois evita a
irradiação de interferências. Valores entre
100 uF e 1000 uF com tensão de trabalho um
pouco maior que a usada na alimentação
podem ser usados, observando-se sua
polaridade.
Inversão do sentido da rotação
Na figura 2 mostramos como deve ser
ligada uma chave de 2 pólos x 2 posições ou
HH para fazer a inversão do sentido de
rotação de um pequeno motor de corrente
contínua. Na mesma figura damos a
identificação dos pólos desta chave que pode
ser conseguida com facilidade em aparelhos
fora de uso ou adquirida em casas
especializadas. Observe que esta chave
inverte o sentido da corrente que circula no
motor. Como a corrente é invertida, o
condensador depois da chave deve ser de
poliéster, despolarizado, de 100 nF Para uma
filtragem melhor com um condensador
eletrolítico de 100 p a 1000 pF, sua ligação
deve ser feita antes da chave. Este circuito é
indicado para o caso em que se faz o controle
de um braço mecânico ou de um robô e ele
deve ter movimentos em dois sentidos. A
chave pode ficar longe do sistema ligada por
fios longos.
Controlo de dois motores
Dois motores podem ser activados
alienadamente com o circuito da figura 3.
Com a chave na posição 2, o motor M1 é
activado e com a chave na posição 3 é a vez
do motor M2 ser activado. A chave de 1 pólo
19
x 2 posições pode ser conseguida em
aparelhos fora de uso ou ainda ser utilizada
uma chave HH. No caso da chave HH,
aproveitamos apenas metade como indicado
na figura. Este circuito combinado com o da
figura 2 possibilita o controle de dois
motores com rotação nos dois sentidos, ou
seja, podemos fazer qualquer um dos
motores rodar no sentido desejado no
momento em que quisermos.
interruptor S1 for pressionado. Veja que S1
pode ser um interruptor de pressão ou um
sensor de qualquer tipo (reedswftch, chave de
fim de curso, sensor de toque, etc). O relé
usado deve ter a mesma tensão usada na
alimentação do motor neste circuito, mas
nada impede que o relé seja alimentado por
um circuito externo de controle. Se for
necessário usar um condensador para
amortecer os transientes devido à comutação
do motor, ele deve ser ligado em paralelo
com a alimentação. Este circuito pode ser
combinado com outros mostrados nesta
pagina de modo a ser obtido um
comportamento mais complexo do sistema.
Motor Pulsante
Este circuito é indicado para aplicações em
que o motor não deva simplesmente rodar,
mas dar um pequeno impulso em algum
dispositivo pelo toque num interruptor de
pressão. Conforme a figura 4, o que temos é
um condensador de valor muito alto ligado
em paralelo com o motor de corrente
contínua. Quando damos um toque no
interruptor de pressão, o condensador carrega
e depois descarrega-se pelo motor,
mantendo-o em funcionamento por alguns
segundos, dependendo de sua corrente. Em
lugar de S1 como interruptor comum de
pressão podem ser usados sensores, como
por exemplo, relés, reedswftches, microswftches e outros dispositivos que produzam
pulsos curtos de corrente.
Reversão por relé
O circuito mostrado na figura 5 inverte o
sentido de rotação de um motor, enquanto o
Biestável de Controlo
Com um toque no interruptor S1 o motor
liga e assim permanece até que um toque no
interruptor S2 o desligue. O circuito mostrado
na figura 6 pode ser usado em muitas
aplicações importantes de Robótica e
Mecanica-Electronica. Como os interruptores
S1 e S2 podem ser sensores, tais como
reedswftches, chaves de fim de curso ou
outros sensores, as aplicações são ilimitadas.
Basta dar um toque num interruptor por
exemplo, e uma esteira se move para
transportar um objecto até seu final. No final,
o sensor S2 é activado e a esteira pára de
modo automático. O SCR não precisa de
radiador de calor para motores até 500 mA.
Acima disso, será conveniente usar uma
pequena chapinha de metal para esta
finalidade. O díodo D1 serve como filtro para
evitar que pulsos de transientes gerados na
comutação das bobinas do motor apareçam
sobre o SCR, causando seu desligamento em
momento indevido. Se houver tendência ao
desligamento, mesmo com o díodo, um
20
condensador eletrolítico de 100 uF a 1 000
uF deve ser ligado também em paralelo com
este componente. Um ponto importante a ser
observado neste circuito é que há uma queda
de tensão da ordem de 2 V num SCR ligado.
Isso quer dizer que a tensão de alimentação
deve ser 2 V maior que a exigida pelo motor
de modo a compensar esta perda. É por este
motivo que a tensão mínima de entrada
sugerida para estes circuitos é de 6 V.
Motor Accionado Por Luz
Um fiash de luz dirigido ao LDR faz com
que o SCR dispare e o motor seja accionado
no circuito da figura 7. Para desligar, o que
pode ser feito por um interruptor de pressão,
chave de fim de curso, reedswftch ou outro
tipo de sensor, é necessário activar S2 A
sensibilidade do circuito é ajustada em P1
Para maior directividade e sensibilidade do
LDR, evitando o accionamento pela luz
ambiente, ele deve ser instalado num
pequeno tubo opaco com uma lente
convergente na sua frente. Se houver
tendência ao desligamento errático pela
comutação do motor, um condensador de 100
uF a 1000 uF deve ser ligado em paralelo
com o motor. O SCR só precisará de um
pequeno radiador de calor se o motor exigir
correntes de mais de 500 mA. Este circuito
pode controlar correntes de até 2 A. Deve ser
lembrada a queda de tensão de 2 V produzida
no SÇR em condução.
Motor Accionado por Sombra
A passagem de um objecto diante do LDR
de modo a causar uma sombra momentânea
acciona o motor, que assim permanecerá até
que S1 seja activado. O circuito mostrado na
figura 8 usa como sensor um LDR ou
fotorresistência. Da mesma forma que no
circuito anterior, P1 controla a sensibilidade.
Para maior directividade o LDR deve ser
montado num tubinho opaco com uma lente
a sua frente. Este circuito pode ser usado
para detectar a colocação de um objecto
diante de um braço mecânico accionando sua
pinça de modo automático para prendê-lo.
Numa esteira, a colocação de um objecto faz
seu accionamento até o momento em que
uma chave de fim de curso (S1) a desligue.
Devemos lembrar a queda de tensão de 2 V
no SCR em condução, compensando-a na
alimentação.
Braga
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
21
CIRCUITO DO MÊS – Fonte de Alimentação Regulável
Esta fonte de alimentação é bastante invulgar , uma vez que possui regulação de corrente, o que
a torna ideal para laboratório.
O circuito é bastante simples e os componentes são fáceis de adquirir, ficando a regulação de
tensão e corrente a cargo do L200 servindo o 741 apenas para regular o L200.
O potenciómetro P1 varia a corrente desde 35mA a 1,5A e o potenciómetro P2 faz variar a tensão
de saída desde 3 até 25V.
Resta ainda referir que o L200 possui protecção contra sobreaquecimento e curto-circuitos , sendo
portanto difícil danificar a fonte no caso de um curto-circuito involuntário!
Pilar
- S. I. I. Lda.
Paulo Matos
Tel. 919 687 668
22
7415
7423
7432
7442
7447
7473
23
Ano 1 N.º 5
Maio/2003
Edição Gratuita
Manutenção de Unidades de CD’s
Parte III
Memórias de Computadores
Reparação de um Secador de Cabelo
Funcionamento de Modems
Parte III – Ultima Parte
Mai/03-05
Circuitos Magazine N.º5 Mai/2003.
1
Maia
JoDaFa, Marcos Matos, Manuel Alves
e Silvia Marinho
3 NOTICIAS
6 ÁUDIO E VÍDEO
Manutenção de Unidades de CD (Parte III)
TV-Video ServiceMode (Parte V)
Internet
Revista
Web site: www.cm.home.sapo.pt
X@vi Electronics
Web site: www.circuitos.com.sapo.pt
(informações)
Percepção de um Robot
Memórias de Computadores
Reparação de um Secador de Cabelo (Parte I)
19 CURIOSIDADES
Funcionamento de Modems (Parte III)
Alimentação Fixa Positiva
Alimentação Fixa Simétrica Estabilizada
Fonte de Alimentação para Circuitos TTL
Fonte de Alimentação Simples
Fonte Profissional Temporizada
23 CIRCUITO DO MÊS
Luz Estroboscópia
Aviso
educativos!
Nem todos os circuitos apresentados
foram experimentados e testados
pela nossa equipa.
24 DATABOOK
2
NOTICIAS
ESTUDO
Crianças não devem utilizar
telemóveis
As conclusões do relatório, que será em
breve publicado na totalidade na revista científica
«Environmental Health Perspectives», referem-se a diversas
experiências com ratos jovens que comprovaram que as
radiações oriundas dos telemóveis destroem as células
nervosas do cérebro.
«Dentro de algumas décadas poderemos ter uma nova geração
afectada por um envelhecimento cerebral precoce devido aos
telemóveis», declarou ao jornal «Aftonbladet» o
neurocirurgião do hospital universitário de Lund, na Suécia,
Leif Salford.
Os investigadores pensam que a causa da morte desta células
reside no facto de a proteína da albumina abandonar o sangue e
entrar no cérebro com a exposição às radiações.
TELEMÓVEIS
Sony e Ericsson reforçam jointventure
A Sony e a Ericsson reforçaram a sua
joint-venture em 300 milhões de
euros. A SonyEricsson Mobile Communications vai receber o
reforço financeiro para revitalizar a sua estrutura de capital e
para criar um suporte à política de expansão que se avizinha,
depreende-se da comunicação oficial revelada pelas duas
empresas.
A operação de reforço decorrerá até 31 de Março de 2003. De
acordo com o comunicado, trata-se de "uma injecção de capital
que representa o compromisso contínuo da Sony e da Ericsson
neste projecto de joint-venture”.
O documento anunciava também os resultados do último
trimestre de 2002, durante o qual se registou um
crescimento de 42 por cento em relação ao trimestre
anterior. Em termos de vendas líquidas, o valor registado
pela SonyEricsson chegou aos 1.235 milhões de euros e
resultou num lucro líquido de 69 milhões.
TELEMÓVEIS
Igreja da Escócia contra antenas
A Igreja Baptista escocesa está a alertar
para o facto das antenas de telemóveis
poderem ser um meio de
transmissão de conteúdos
pornográficos. Numa
"newsletter" (BUS News)
posta a circular, podia lerse que "a União recebeu
informações recentes sobre
um operador de telemóveis
que pretende incluir
conteúdos para adultos,
segmentados no mercado
da pornografia, como parte
integrante dos serviços a
disponibilizar aos seus
clientes, para a próxima
geração de comunicações
móveis".
A Baptist Union of
Scotland mostrou-se, no
entanto, inteiramente
disponível para receber
todos aqueles que queiram
discutir a possibilidade de
colocar antenas nas suas
imediações, inclusivamente
as próprias igrejas, que
constituem um dos lugares
procurados pelos
operadores para a sua
instalação.
No Reino Unido
praticamente todos os
operadores de
telecomunicações móveis
estão a planear incluir
conteúdos pornográficos
no seu rol de serviços a
disponibilizar na 3G.
Alguns, como a
Hutchinson e a Virgin, já
celebraram mesmo
contratos para esse efeito.
PORTUGUÊS
Universidade de Aveiro
cria computador
falante
A Universidade de Aveiro
está a criar um programa
informático que fala
português. Através de um
3
sistema com um sintetizador articulatório, e recorrendo a ondas
sonoras, o programa põe um computador a falar português,
incluindo as suas variante regionais.
Os investigadores do projecto dizem que o sistema pode ser
aplicado a várias tarefas relacionadas com a transmissão e
acesso a informações, como a leitura de informação
apresentada num monitor ou a navegação na internet para
invisuais.
O ensino de línguas assistido por computador, a terapia da
fala ou um sistema de tradução automática podem ser outras
utilidades deste sistema, que envolve especialistas das áreas de
fonética, sintaxe, morfologia, processamento de sinal, ciências
da computação e de medicina.
O sintetizador usado baseia-se na «modelação directa dos
processos de produção usados pelo ser humano, simulando os
movimentos da língua, maxilar e cordas vocais e o
funcionamento das cavidades nasais e a propagação e radiação
do som, pelo que pode produzir várias vozes diferentes «com
qualidade aceitável».
A equipa de investigação de Aveiro explica que o sistema
«ainda não consegue produzir todos os sons do Português,
como as fricativas e também não é capaz de fazer a conversão
de texto para voz».
Nesta altura, a maior dificuldade prende-se com os sons
nasais do português, porque são «sons característicos e
apresentam dificuldades acrescidas de análise. São uma área
pouco conhecida e pouco explorada. O grande desafio do
projecto é de facto a grande variedade da língua», sublinham
os investigadores da Universidade de Aveiro.
Enquanto decorrem as gravações para apoiar o
desenvolvimento deste projecto, foram já iniciados os módulos
de processamento linguístico para que o sistema possa vir a
produzir voz a partir de texto escrito.
INTERNET
Governo britânico cede espectro radioeléctrico para
serviços de banda larga
O Governo do Reino Unido acaba de anunciar que vai abrir
parte do espectro radioeléctrico. Esta desregulamentação visa
incentivar as operadoras de telecomunicações a introduzirem
novos serviços de banda larga sem fios através de redes
públicas, sem que tenham que obter uma licença no âmbito da
lei Wireless Telegraphy Act.
Como resultado, as operadores comerciais de redes e outros
utilizadores privados e públicos poderão implementar redes
locais rádio (RLANs) para operarem serviços wireless
conformes com a especificação 802.11a em partes da
frequência de espectro de 5
GHz, o que representa um
menor nível de
interferência com outros
dispositivos. As alterações
deverão entrar em vigor no
dia 12 de Fevereiro.
Se esta alteração das
regras for mesmo
implementada, poderá
levar ao surgimento de
mais hotspots wireless em
hóteis, aeroportos, cafés e
escolas, permitindo que as
pessoas utilizem a Internet
recorrendo a ligações de
banda larga sem fios. Para
Stephen Timms, ministro
britânico para o Comércio
Electrónico, "a abertura do
espectro radioeléctrico irá
encorajar as operadoras de
telecomunicações a
fornecerem novos e
inovadores serviços
públicos. Irá oferecer a
possibilidade de banda
larga em movimento, com
serviços baseados em
espaços públicos".
Actualmente, a British
Telecom está a liderar esta
iniciativa, tendo já lançado
vários hotspots no Reino
Unido. Esta empresa
espera ter quatro mil
espaços desse tipo
espalhados por todo o
território daquele país até
ao Verão de 2005. Os
analistas esperam que os
serviços Wi-Fi registem
nos próximos anos uma
velocidade de crescimento
ultra-rápida, prevendo que
as vendas das placas
wireless necessárias para
estabelecer a ligação à rede
aumentem em todo o
mundo de 6,5 milhões em
2001 para 31,2 milhões em
2006.
4
FOTO-DIGITAL
Novo cartão de memória apresentado na CeBIT
A Panasonic (Matsushita), Toshiba e
SanDisk apresentaram na CeBIT 2003, feira
de tecnologia em Hanover, um novo cartão
de memória flash. O miniSD possui um
sistema de protecção de dados como os SD
Card e mede 21,5 milímetros de altura, 20 mm de largura e 1,4
mm de espessura.
Os novos cartões destinam-se também ao mercado móvel de
terceira geração e estarão disponíveis com as capacidades de
16, 32, 64, 128 e 256 MB. Com um adaptador, os cartões
miniSD podem ser utilizados em ranhuras SD.
Também na CeBIT, a SanDisk apresentou o primeiro cartão
de memória SD com 1 GB de capacidade, que deverá estar
disponível nos Estados Unidos no segundo semestre de 2003.
INTERNET
Alunos criam sistema pioneiro para
conferencias
Pedro Martins e Lucídio Mendes, alunos
do quinto ano da UBI, criaram um programa pioneiro,
chamado «Web Conference», que deve ser testado em Julho.
A aplicação é especialmente útil já que «a gestão de uma
conferência é algo muito complicado e envolve gente de várias
partes do mundo que têm que estar em permanente contacto»,
explica Joel Rodrigues, docente no Departamento de
Informática da UBI.
O portal é gerido por um administrador que recebe todas as
propostas de apresentações e currículos dos participantes e
logo de seguida outros responsáveis pela classificação,
avaliação ou correcção de textos recebem imediatamente as
palestras, acrescenta o docente.
Esta informação é seleccionada e disponibilizada em tempo
real, a todos os envolvidos, em qualquer parte do globo.
O primeiro teste está marcado para a próxima conferência do
IEEF (Institute of Electrical and Electronic Engineering), em
Julho, no Estoril.
ROBÓTICA
Robots não devem ir a guerra
humanóides como o SDR-4X II,
disse esta quinta-feira que estes
engenhos não devem ser usados
para fazer mal.
«Tecnologica
mente é
muito difícil
de os utilizar
no campo de
batalha mas
se eles
estiverem ligados à internet sem
segurança, um pirata
informático pode introduzir-se
no sistema e controlá-los
facilmente», disse Masahiro
Fujita, o principal investigador
do laboratório de inteligência
dinâmica do grupo nipónico
Sony.
«É importante ter em atenção
que estas tecnologias não sejam
utilizadas em situações
perigosas», recomendou,
exemplificando «podemos, a
partir do Japão, controlar este
tipo de robots nos Estados
Unidos. Podemos imaginar
situações muito difíceis como
uma pessoa a tirar fotos à vossa
casa através do SDR-4X II ou
raptar o vosso robot para fazer
mal a alguém».
O inventor do Aibo sublinhou
que o que se pode passar com os
humanóides é válido para as
outras tecnologias: «mesmo um
telemóvel com câmara
fotográfica integrada pode ser
utilizado de forma desviante».
Fujita sublinhou ainda que os
robots de divertimento, como o
Aibo, podem servir «para
construir um mundo onde as
pessoas não se tratem mal, onde
cooperem».
Masahiro Fujita (na foto pequena) , o inventor do
cão-robot de companhia Aibo e de robots
5
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte III)
Informações Adicionais Sobre CD’s
Um CD comum tem espessura de 1,2 mm. Tradicionalmente é composto de 99 trilhas. Seu tempo
médio de reprodução é de 60 a 74 minutos. Seu diâmetro tradicional é de 12cm ou 8cm (menos
popular). O sistema de CD musical tem uma resposta de frequência de 20hz a 20khz, gama
dinâmica de 90dB, distorção harmónica de 0,01%. Quando em giro, o disco digital inicia sua
rotação a uma velocidade de 539 RPM, caindo posteriormente para 197 RPM quando se aproxima
das bordas do disco. Esta variação de giro torna-se necessária para que sua velocidade linear fique
constante no valor de 1,3 m/s. O circuito responsável por este controle (CLV) será estudado
oportunamente.
Com o passar dos anos, os CDs receberam alguns códigos que especificavam sua origem
tecnológica dentro do procedimento de fabricação, chamados código SPARS. Assim temos:
AAA: Gravação analógica, mixagem analógica, matrizagem analógica e prensagem analógica.
AAD: Gravação analógica, mixagem analógica, matrizagem e prensagem digitais.
ADD: Gravação analógica, mixagem, matrizagem e prensagem digitais.
DDD: Todo o processo é digital.
Todo CD deveria ter este registro no selo do disco. Infelizmente isso não ocorre.
Existe em todo o processo de fabricação um grande cuidado para que não ocorra um efeito crítico
chamado birrefrigência, também denominado refracção dupla. Este é o nome dado ao efeito de
uma onda de luz se dividir em outras duas ondas perpendiculares no instante em que são aplicadas
ao policarbonato, espalhando-se sobre a superfície do disco e prejudicando a focalizarão do feixe
sobre as trilhas de dados. Alguns problemas de leitura em discos de qualidade duvidosa estão
justamente neste aspecto, exigindo uma focalização crítica para a unidade leitora. Quando o
equipamento não consegue compensar esta falta de qualidade do disco, iniciam-se as dificuldades
de leitura.
Cabe lembrar os amigos que essa breve descrição não esgota de forma alguma esse assunto que é
por demais extenso.
Teoria de Funcionamento de Unidades de CD e Estudos de Circuitos
Em primeiro lugar, ao ligarmos nosso aparelho leitor de CD, seja qual for o tipo de unidade,
sempre existirá uma rotina básica e comum a ser executada:
1. Recolher o disco da bandeja
2. Posicionar a unidade óptica próxima à circunferência interna do disco e ligá-la (acender o
díodo laser).
3. Executar a focalizarão + ∞ e − ∞ sobre a superfície do disco.
4. Ler o conteúdo da tabela que existe na primeira trilha do CD (TOC, Table Of Contents),
pois é neste local que são encontradas informações como tempo de música, número de
faixas, etc
5. Por fim, basta accionar a tecla Play ou então clicar no ícone do CD e rodar o programa
desejado.
Assim, depois de ocorrido esse rápido processo, poderemos iniciar a leitura do disco
propriamente dito. Obviamente essa rotina de passos só será realizada se tudo estiver correcto, isto
é, se todos os circuitos estiverem em pleno funcionamento. Sendo assim, vamos analisar, por
etapas, as principais partes de um leitor de CD. São elas:
6
Fonte de Alimentação
Unidade Óptica
Placa de Processamento Digital
Sensores
Unidades Mecânicas
Motores
Fonte de Alimentação
Este estágio só existe nos aparelhos utilizados fora do computador, como, por exemplo, os DVDs
e os CDs de mesa.
A fonte desses modelos em geral é muito simples: possuem um transformador para baixar a
tensão da rede, um conjunto de díodos rectificadores, filtros e um circuito transistorizado para
regulagem e estabilização das tensões de +12V e +5V (entre outras menos importantes).
Em situações normais, raramente esse circuito apresenta defeitos. Em modelos mais recentes
nota-se a tendência à utilização de fontes do tipo chaveada. Acreditamos não ser necessário entrar
em detalhes sobre este circuito, visto que o CD-ROM utiliza alimentação da fonte do gabinete do
micro.
Unidade Óptica
Trata-se de um dispositivo axial duplo que possui, em suas cavidades internas, uma junção
semicondutora PN (cristal), um conjunto de lentes colimadoras e cilíndricas, um conjunto de
bobinas para movimentação horizontal e vertical da lente colimadora (ou objectiva), um prisma
não polarizado, grade de difração e fotodetectores.
Quando aplicamos corrente sobre a junção semicondutora PN, geralmente formada por
compostos de arseniato de gálio aluminizado (GaAl-As) ou outras derivações que surgiram ao
longo dos anos, tenderá a oscilar, emitindo fótons e produzindo uma radiação infravermelha (feixe
laser). O próprio termo laser significa “amplificação da luz por emissão estimulada de radiação”,
um processo bastante engenhoso onde a própria luz se realimenta, emitindo ainda mais radiação. A
luz obtida por este dispositivo é monocromática e coerente, proporcionando uma luz altamente
direccional como é necessário. Seu comprimento de onda está na ordem de 780 nm (nanômetros).
Existem variações deste comprimento entre 690 nm a 780 nm.
As lentes colimadoras (objectiva), têm a função de tornar os feixes paralelos, e é construída para
proporcionar uma precisão absoluta, pois é através dela que os feixes de leitura se concentram
sobre o disco.
Com as lentes cilíndricas modificamos a forma com que o feixe de luz, que retorna do disco
contendo informações, se apresenta. Ao passar por estas lentes, que ficam fixadas sobre os
fotodetectores, o feixe de luz sofrerá difração horizontal e terá forma elíptica e, de acordo com este
grau elíptico, teremos maior precisão no rastreamento da informação digital, haja visto que esta
forma elíptica do feixe será aplicada sobre os fotodetectores.
As pequeninas bobinas fixadas à lente objectiva formam o conjunto electromecânico axial duplo.
Para podermos gravar um determinado dado ou ler alguma informação no disco óptico, torna-se
necessário que o feixe de luz esteja constantemente focalizado sobre as pistas de covas que
existem no disco, sem que delas saiam em nenhum momento. Como este conjunto é servo
controlado, para cima e para baixo fará o movimento de foco e, para os lados, o de trilhagem,
proporcionando a exactidão durante a leitura/escrita.
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ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte V)
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Stef_no1
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ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Percepção de um Robot
A inteligência é caracterizada também por aprender e responder a estímulos externos diversos,
e para isso é preciso que o mecanismo a que se propõe dar inteligência tenha um conhecimento
acerca do ambiente em que se encontra. Como pode uma máquina que se locomove saber se vai
bater em alguma coisa pelo caminho? Ou um robô que manipula objectos, como ele saberá pegar
tais objectos sem esmagá-los ou deixá-los cair por excesso ou falta de força aplicada? Todas essas
informações, e muitas outras, um dispositivo pode obter do ambiente através dos sentidos.
Não é objectivo deste trabalho detalhar a construção de um robô, portanto serão feitas aqui
apenas algumas considerações sobre a implementação de dois dos, vamos dizer, principais sentidos
relevantes para a construção de uma máquina inteligente.
O Tacto
Este sentido consiste basicamente em identificar o encontro de algum objecto com nossa pele, e
isso é feito por milhares de minúsculos sensores que possuímos espalhados pelo corpo. Em um
robô este sentido é implementado da mesma forma, utilizando-se sensores.
Vamos pensar primeiro em um sensor simples, que ao ser pressionado, envia um sinal indicando
toque e se em uma mão mecânica colocarmos na ponta de cada dedo um desses dispositivos. Isso
funcionaria como uma chave que, ao sofrer uma certa pressão, se fecha enviando um sinal
indicando o toque.
Com este sistema simples é possível para a máquina determinar quando "pegou" um objecto. A
mesma abordagem pode ser usada para determinar se tocou em algum obstáculo pelo caminho,
colocando desses sensores na sua base. Mas sabemos que uma chave dessas deve sofrer uma certa
pressão para ser fechada. Se tratarmos de objectos diversos, como determinar que tipo de sensor
utilizar. O robô poderia esmagar um tomate se as chaves não se fechassem logo.
Além de sensores mecânicos poderia-se utilizar sensores com foto emissor e receptor (figura 01),
com o que poderemos detectar não somente o toque como sua intensidade.
Isto é possível cobrindo o sensor por uma camada de "pele"
que serve como superfície reflectora. O fototransístor emite
um sinal constante e, conforme a variação da pele, causada
pelo contacto com algum objecto, esse sinal também varia.
Há um outro modo interessante de obter sensação táctil. Que
tal fazer com que a máquina tenha sensação de textura do
objecto que toca? E ainda, fazer isso através de som. Você já
reparou que arrastando um microfone sobre uma superfície
áspera são produzidos alguns ruídos? Então poderia-se
colocar
Figura 01: foto emissor e receptor.
pequenos microfones nas pontas dos dedos do robô que, com os sinais (ruídos) emitidos seria
possível ter informação sobre a textura do objecto.
Microfones são caros para tal implementação, ainda mais por ser preciso serem microfones muito
pequenos. Uma saída seria utilizar nossa velha conhecida. Lembra-se da "agulha" dos discos de
12
vinil? Exactamente ela é uma boa solução. Com os sinais obtidos bastaria agora convertê-los em
sinais digitais, o que não oferece maiores dificuldades.
A Visão
Dos nossos sentidos este é, sem dúvida, o mais complexo e poderoso. Através da visão podemos
obter um grande número de informações num curto espaço de tempo (já diziam por aí que uma
imagem vale mais do que mil palavras). Apesar de todo avanço na pesquisa em óptica,
neurofisiologia e outras áreas relacionadas, não se tem ainda um sucesso na implementação de
sistemas de visão. Na verdade não se tem ainda uma determinação e conhecimento suficientes
sobre como funciona nossa visão, que é naturalmente um modelo para implementação. É fato que
hoje já se consegue extrair imagens através de câmaras, contudo o modo como tratar as
informações nelas contidas é um processo ainda muito complicado.
Primeiro vamos nos voltar ao problema de captura da imagem. Como dito anteriormente, já existe
tecnologia para conseguir imagens através de câmaras, que geram um sinal analógico. É
necessário, então convertê-lo em sinal digital. O problema é que deverão ser capturadas diversas
imagens e constantemente para se ter a visão e um factor importante é o tempo. Deve ser
considerado o equipamento que realiza essa digitalização para não comprometer o tempo de
resposta da máquina a algum evento percebido através da visão.
Com uma câmara poderemos obter imagens em duas dimensões apenas, e é interessante para um
robô tenha visão tridimensional, que possa localizar um objecto no espaço. Nosso organismo
utiliza-se, para se ter essa percepção em 3D, de duas "câmaras", que são nossos olhos. Elas
focalizam os objectos de ângulos diferentes e nosso cérebro trata essas informações nos dando essa
visão. Actualmente os directores de cinema utilizam essa técnica para fazer os filmes em três
dimensões que assistimos nos cinemas. Existem também outras técnicas para se obter visão em
três dimensões a partir de uma única câmara, como por exemplo a medição de profundidade do
objecto. Consiste basicamente em um tratamento maior sobre uma imagem obtida e novamente é
preciso considerar o tempo dispensado para não atrapalhar o tempo de resposta.
Outro problema a se apreciado seria o a extracção de informações da imagem obtida. Antes de
tudo, como reconhecer um objecto em especial em uma imagem? Acima foi citada uma técnica
para obtenção de percepção 3D, a medição de profundidade do objecto. Como conseguir fazer uma
máquina reconhecer esse objecto em uma imagem? Há um ramo da informática que estuda esse
problema que é o tratamento de imagens e uma solução encontrada foi a análise a partir de bordas.
Por exemplo, considera-se a imagem como uma colecção de pontos e descobrindo quais pontos
vizinhos tem cores diferentes, segue-se os pontos vizinhos que têm mesma cor ou diferença menor,
obtendo assim a borda de um objecto dentro da imagem.
Além de detecção de objectos é preciso que se reconheça-os. Como nós conseguimos reconhecer
uma pessoa quando a encontramos? Comparando com uma imagem que temos dela, armazenada
da última vez que a vimos. E se por acaso ela mudou seu cabelo, como a reconhecemos?
Procuramos por traços que não se alteraram, como olhos ou nariz, e, se encontrarmos, a
reconhecemos. Parece simples, não é? Mas infelizmente não é. Isto caracteriza outro grande
problema encontrado no tratamento de informações obtidas pela visão.
É claro que o processo de tratamento de imagens deve ser veloz para novamente, não interferir no
tempo de resposta da máquina, já que terá que processar várias imagens consecutivas para
implementação da visão. Há uma equipe do GSI desenvolvendo o tópico Visão Artificial e
Reconhecimento de Padrões.
13
INFORMAÇÃO GERAL – Memórias de Computadores
As memórias nunca chegaram a ser tão baratas a ponto de ser uma preocupação menor. A
limitação da quantidade de slots disponíveis e a oferta abundante de módulos de baixa capacidade
acabam também por impor limites. Este último obstáculo acaba revelando que em todos os tempos
os módulos de maior capacidade são mais custosos e também de difícil aquisição. E afinal, a
quantidade de memória pode influir no desempenho dos sistemas com qual magnitude?
Para conseguir responder a esta e a outras questões, nada mais simples do que realizar uma
porção de testes e ter à disposição uma porção de memória e duas das plataformas mais
representativas da situação, uma Super7 e uma Slot1.
SDRAM E DRAM
A memória cache é uma das grandes obras de engenharia dos PCs. Apesar de não ser essencial, a
sua presença costuma balancear a morosidade das memórias DRAM ( Dynamic Random Access
Memory) ou mesmo SDRAM (Syncronous DRAM) frente à voracidade dos processadores.
Os circuitos de memória SRAM (Static RAM) são os constituintes da memória cache. Os
primeiros tipos de memória utilizadas na indústria (quando ainda nem existiam os módulos SIMM
de 30 vias) eram similares às SRAMs. Dadas as exigências cada vez maiores por quantidade de
memória e o elevado custo das SRAM, ficou claro para a indústria e para os engenheiros que um
tipo novo de memória deveria ser empregada, afinal os custos das SRAMs ficaria proibitivo para
quantidades cada vez mais elevadas.
Alterando drasticamente a concepção das células de memória, surgiram os modelos DRAM, que,
como a nomenclatura indica, são radicalmente diferentes dos SRAM. O produto era tão barato e
também tão funcional, que a estrutura básica permanece até hoje.
Enquanto as DRAM foram evoluindo com novas ideias e aplicações práticas, sempre tendo-se em
vista a manutenção de custos baixos em detrimento de performance, as SRAM mantiveram-se
exactamente iguais ao que eram no princípio, porém, com a descoberta de novas técnicas em
microelectrónica e as almejadas reduções das dimensões dos dispositivos, as SRAM puderam
ganhar muita velocidade e até reduções de custo.
Em microelectrónica, dispositivos pequenos implicam em coisas boas e ruins. Entre as boas estão
menores tempos de acesso, maior exigência de potência, maior quantidade de células elementares
e obviamente menor custo relativo de produção. Entre as coisas ruins estão a maior
susceptibilidade a ruídos, limitação de potência, efeitos electromagnéticos entre circuitos internos
até então inexistentes, limitações do emprego de certos materiais e processos de produção mais
complexos.
A ideia das DRAM, por sua vez, é muito elegante. O produto em si é bastante simples e por isso
mesmo extremamente barato. O problema da utilização das DRAM é a forma de implementação.
Suas células de armazenamento básico (condensadores) tendem a perder a informação com o
passar do tempo, por isso circuitos externos são encarregados de manter a integridade dos dados
durante os processos conhecidos em inglês como refresh. O preço disso é que as células ficam
indisponíveis enquanto os circuitos de manutenção de integridade estiverem operando. Em busca
de minimizar este efeito inventaram-se inúmeros artifícios, como o EDO (Extended Data Out),
sincronia, DDR (Double Data Rate), VC (Virtual Chanel), buffers e registradores locais. Mesmo
assim a memória cache continua mantendo uma posição de destaque quando a preocupação é
performance.
14
Para reduzir o custo ainda mais, as DRAM utilizam complicados processos de
multiplexação de linhas de endereçamento, que reduz a quantidade de vias eléctricas do
acesso, porém isso aumenta a complexidade dos circuitos de controle. É daí que surgem os
termos RAS (Row Address Strobe) e CAS (Column Address Strobe), ou seja,
sinalizadores de quando a matriz de memória está recebendo um apontamento de linha
(row) ou coluna (column). Mesmo com tanta complexidade de implementação, acha-se
que o custo ainda é compensador em relação às SRAMs.
MEMÓRIA CACHE
Como as SRAMs são de 8 a 10 vezes mais rápidas do que as DRAMs, bolou-se uma arquitectura
que utilize uma mínima quantidade de SRAM para tentar promover uma melhora na performance.
Assim surgiu a memória cache.
A memória cache é uma pequena quantidade de SRAM que por meio de algoritmos refinados
consegue manter boa parte dos dados requisitados pelo processador quase sempre em seus
domínios, ou seja, dados da SDRAM ou DRAM são transferidos para suas células e daí o
processador consulta simultaneamente o cache e a DRAM em busca dos dados. Obviamente,
sempre que o cache possuir os dados, o processador o extrairá mais rapidamente dele. A
preocupação é justamente com aquele quase sempre. Nenhum algoritmo pode prever com 100% de
acurácia quais dados serão requisitados. Além disso, num primeiro momento, esses algoritmos
nem tem ideia das regiões da memória que serão necessárias. Somando a essas limitações físicas
do cache, ou seja, a quantidade de SRAM disponível e mais importante ainda, o alcance do cache.
O algoritmo, a quantidade de SRAM e o alcance são três factores extensivamente pesquisados
para que a memória cache continue sendo vantajosa. O alcance do cache indica qual a região ou
quantidade de memória DRAM ficará na cobertura do cache, isto é, que região possui
probabilidade não nula de ser encontrada no cache. Os resultados de testes mostram exactamente o
que ocorre quando há uma certa quantidade de DRAM fora de alcance. Nada muito dramático,
mas definitivamente limitador.
Como se sabe, a memória cache vem sofrendo algumas transformações, especialmente a
conhecida como cache nível 2 (L2). Gradualmente ela está sendo incorporada junto do
processador. Isto vem ocorrendo porque com o cache fisicamente mais próximo e transferindo
dados por um barramento especial, usualmente chamado de backside bus (BSB), frequências mais
elevadas de troca de dados podem ser empregadas. Seria complexo, mas não impossível, para os
fabricantes de placas-mãe implementarem vias eléctricas operando com frequências elevadas como
por exemplo 800 MHz. O problema é suas singelas e longas trilhas de condutoras em meio a
dezenas de circuitos. Se assim fosse, as placas-mãe ficariam totalmente dependentes da frequência
do processador utilizado, limitando grandemente a compatibilidade. O Pentium III Coppermine
(sérieE) e os Celeron com L2, por exemplo, possuem um L2 interno e operando na mesma
frequência de processamento. Os primeiros Athlon, o Pentium II e os III não Cu-mine fazem o
cache L2 operar na metade da frequência de processamento, porém os caches são implantados
externamente nos próprios cartuchos, dispensando auxilio da placa-mãe.
E qual a quantidade de cache ideal? Note que aqui fala-se sempre do cache L2. O cache L3
(placa-mãe), no caso dos K6-III é de pouca significância frente ao interno de 256 KB rodando na
mesma frequência de processamento. O L1, existente em todo processador, é de suma importância
e é indispensável da arquitectura dos processadores, por isso, não há como discutir a sua
quantidade. Percebe-se no entanto, que a quantidade geral de cache vem aumentando
gradualmente. O tamanho do cache deve ser tal que a maioria da porção mais activa dos programas
desenvolvidos durante a existência de uma dada geração de processadores consiga caber nele. Nos
sistemas multitarefa, ou seja, todos os atuais, o cenário é mais complexo, afinal há vários
15
programas operando simultaneamente e correndo pela ocupação do cache. Em qualquer caso, é
consenso que a quantidade de cache e principalmente seu alcance sejam os maiores possíveis.
16
INFORMAÇÃO GERAL - Reparação de um Secador de Cabelo (Parte I)
Constituição de um secador de cabelo
Neste circuito temos um secador de cabelo com quatro posições no interruptor:
- A posição 0 mantém o secador desligado.
- A posição Frio, não expele ar quente, apenas frio.
- A posição I , expele calor mas em temperatura média.
- A posição II emite calor máximo.
Temos também um motor de corrente contínua que é alimentado através do rectificador que está
representado pelos 4 díodos. A resistência é uma associação de duas resistências e que permite
obter duas temperaturas. Para segurança temos o térmico que dispara quando o secador atinge uma
temperatura que o pode danificar ou provocar danos tanto no equipamento como na pessoa que o
está a utilizar. Nas figuras seguintes iremos indicar onde se encontram estes componentes.
Imagem do secador que vamos descrever
Parte traseira do secador onde se encontram três
parafusos para a remoção da tampa
17
Remoção dos três parafusos
Remoção da tampa traseira. Nesta fase deve-se ter muita
atenção para não partir encaixes plásticos que possam
existir.
Uma vez removida a tampa traseira, ficamos com uma
perspectiva do interior da máquina. Podemos logo à
primeira vista, visualizar a ventoinha e a placa de
comandos.
Com cuidado remove-se toda a maquina para fora da
carcaça.
JoDaFa
18
CURIOSIDADES – Funcionamento de Modems (Parte III – Ultima Parte)
Tipos de Ligação
Modem 56k
No início de 1997,
começaram a surgir no
mercados os modems 56
Kbps. Conhecendo o limite
de 33.600, muitos se
perguntaram sobre a
veracidade desse
lançamento. Esses
modems, durante muito
tempo, estiveram baseados
em protocolos particulares.
Tinha-se, de um lado, a US
Robotics com o X2 e, do
outro lado, a Rockwheel
com o K56Flex. Os órgãos
internacionais, em
particular a ITU-T,
demoraram para definir
uma normalização e as
duas companhias não
entraram em acordo.
Assim, durante um bom
tempo, houve confusão e
incompatibilidades nessa
área. Felizmente, já existe
a recomendação v.90 da
ITU-T que padronizou os
protocolos.
O protocolo 56K é um
projecto assimétrico onde a
transferência do usuário
para o servidor Internet,
chamado de caminho de
subida, acontece no
máximo a 33.600,
enquanto que
transferências do servidor
para o usuário, chamado de
caminho de descida,
funcionam a 56.600. Isso é
bem aceitável pois, em
geral, as transmissões do
computador do usuário
para o provedor consistem
de pequenos pacotes,
enquanto que o tráfego é
bem pesado no sentido do
provedor para o
computador do usuário,
consistindo de texto,
gráficos e arquivos
multimédia.
Já foi visto que o
principal limitante da
velocidade é o ruído
presente na linha
telefónica. Esse ruído tem
várias causas e, dentre elas,
a que mais interessa é o
ruído proveniente da
quantização, que surge
quando se digitaliza o sinal
analógico para entrar na
rede pública telefónica
(PSTN). Sempre comete-se
um erro ao transformar um
sinal analógico em um
sinal digital e esse erro tem
um papel semelhante ao
ruído, sendo por isso
chamado de ruído de
quantização. O processo
inverso, ou seja, o de
transformar o sinal digital
em analógico, não introduz
ruído. Assim, parte do
ruído que limita a
velocidade de transmissão
é proveniente dessa
quantização.
Normalmente, os
servidores Internet (ISP)
conectam-se à rede
telefónica pública através
de linhas digitais, onde não
se faz a quantização.
Assim, no caminho ISP, o
ruído é bem menor e, por
isso, pode-se transmitir a
56K. Já no caminho
inverso, antes do sinal
analógico do usuário entrar
na rede pública, é feita uma
conversão de analógico
para digital. Em
consequência, aumenta-se
a quantidade de ruído,
limitando portanto a
velocidade em 33,6K.
O modem 56K trabalha
muito bem em laços locais.
Porém, nos locais onde a
companhia telefónica faz a
multiplexação dos sinais e
lança mão de um
concentrador, ele vai
encontrar problemas com o
ruído de quantização.
Ramais locais também
devem encontrar
problemas, pois os PABX
atuais fazem sua própria
digitalização e
multiplexação.
Outras soluções de
Conecção
Até então foram
abordadas as soluções com
modems analógicos
convencionais. Esta secção
será finalizada com um
pequeno resumo de
diversas outras alternativas,
mais caras, evidentemente,
mas que podem oferecer
conexões mais rápidas e
eficientes. A tabela abaixo
apresenta um quadro
comparativo entre as
diferentes soluções.
Tecnologia
Modem
Modem
Duplex
ISDN
Modem a
cabo
Satélites
ADSL
Velocidade
(Upload/Download)
33,6/53 Kbps
67,2/112 Kbps
128/128 Kbps
10Mbps/42Mbps
33,6/400 Kbps
Variável
19
Modem Duplex é um tipo
de modem que permite
dobrar a velocidade das
conexões. O
funcionamento é
extremamente simples de
ser entendido: eles usam
duas linhas telefónicas em
paralelo. O modem duplex
é um modem especial
capaz de gerenciar e tirar
partido dessas duas
conexões simultâneas.
Com esse tipo de modem, é
possível uma conexão de
67,2 Kbps do usuário para
o IPS e de 112 Kbps no
sentido ISP para o usuário.
É claro que, para que
conexão seja bem rápida, o
ISP deve ter também
estrutura para modem
duplex. O melhor dessa
tecnologia é que ela não
pede nada de especial e
está disponível em
qualquer lugar. Se houver a
disponibilidade de duas
linhas telefónicas e, é
claro, de um modem
duplex, é possível tirar
proveito dessa conexão
rápida.
ISDN é a sigla de Rede
Digital de Serviços
Integrados (do inglês
Integrated Services Digital
Network). Com o ISDN, as
companhias telefónicas
fornecem ao seu assinante
um acesso digital a um
custo razoável. O enlace
analógico entre o assinante
e a rede pública é
substituído por uma
conexão digital, sem trocar
os cabos. Para o caso de
ISDN, o nome correcto
para o “modem” é TA
(Terminal Adapter) e,
como a linha é digital, ele
não faz conversões A/D ou
D/A. A velocidade pode
chegar a 128 Kbps, através
do uso de dois canais de 64
Kbps. Contudo, mesmo nos
Estados Unidos, as
companhias telefónicas não
têm dado importância a
esse tipo de serviço e ele
ainda é pouco utilizado.
Talvez acabe por obsoletarse antes de tornar-se
popular.
xDSL abrevia a expressão
“Digital Subscriber Line”
que, em português,
significa Linha Digital por
Assinatura. Essa técnica,
semelhante ao ISDN,
disponibiliza ao usuário
uma linha digital, só que
agora ela trabalha por
pacotes, como uma rede.
Com essa técnica, também
jogam-se fora os
conversores A/D. A
transferência é assimétrica,
trabalhando com algo
próximo a 1,5 Mbps na
subida e até 8 Mbps na
descida. Existem diversas
variantes e a que está tendo
mais aceitação é a ADSL
(Asymetric Digital
Subscriber Line).
Os modems por cabo
aproveitam a grande banda
passante disponível nas
conexões da TV a cabo que
usam cabo coaxial.
Durante muito tempo,
faltou compatibilidade
nessa área e a grande
maioria dos modems
fabricados só falavam com
os de sua espécie. O padrão
DOCSIS (“Data Over
Cable Service Interface
Specification”) está
mostrando-se como um
ponto de convergência. De
acordo com essa
especificação, espera-se
algo em torno de 42 Mbps
na descida e 10 Mbps na
subida. Um outro problema
para o modem por cabo é o
fato de que a grande
maioria das instalações de
TV a cabo é unidirecional,
ou seja, só funcionam no
sentido de chegada à casa.
Nesses casos, será
necessária uma conexão
com modem convencional
(via rede telefónica),
funcionando a 33.600 bps,
para fazer o ramo de
subida.
Os Serviços por Satélites
são interessantes pois
podem trabalhar com taxas
elevadas, mesmo nos sítios
mais remotos. Eles também
são chamados de DSS
(“Direct Satellite System”).
Para ter acesso a esse tipo
de serviço, é necessária
uma pequena antena
parabólica e apontá-la para
um dos satélites geoestacionários do fornecedor
do serviço. A velocidade
deverá estar próxima dos
400 Kbps. Porém, aqui
também são encontrados
problemas no ramo de
subida, sendo necessário
fazê-lo através de linhas
telefônicas a 33.600 bps.
Ricardo Zelenovsky
e
Alexandre Mendonça
Electrónica, Lda.
Tel. 223 394 780 (6 linhas)
Fax. 222 001 379 (Geral)
20
CIRCUITOS VÁRIOS
Circuitos de Fontes de Alimentação
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
Alimentação Fixa Positiva
Alimentação Fixa Simétrica Estabilizada
Fonte de Alimentação para Circuitos TTL
21
Fonte de Alimentação Simples
Fonte Profissional Temporizada
Nesta edição decidimos trazer uma pequena colecção de fontes de alimentação úteis em circuitos
e principalmente em laboratórios.
Temos recebido vários e-mails a perguntar porque não colocamos pcb’s juntamente com os
circuitos, isso deve-se a que os circuitos que colocamos na revista são mandados pelos nossos
leitores outros são da Web e estes não trazem as pcb’s, e como o nosso tempo é um bocado
apertado para o desenvolvimento da revista não temos disponibilidade de criar as pcb’s para os
esquemas que colocamos. Logo quando é nos enviado um circuito com a sua respectiva pcb nós a
publicaremos juntamente com o circuito.
Díodo ® - Comércio e
Díodo Electronic
4050-537 Porto
Tel. +351-223 395 230/3/4
Fax +351-223 395 239
Braga
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
22
CIRCUITO DO MÊS – Luz Estroboscópia
Luz estroboscópica para animação de festas, arranjos visuais, sinalizadores ,etc... A tensão de
alimentação do circuito é de 220VAC, se necessário podemos usar um transformador comum como
auto transformador (110/220) para podermos alimentar o circuito com 110VCA, o transformador
poderá ser qualquer um com primário de 110/220 com 5,4W de potência no secundário(9V x 600ma,
6V x 900ma, 12V x 450ma). T1 é constituído de primário de 20 espiras de fio de cobre 24AWG e
secundário de 1000 espiras de fio de cobre 36 AWG enrolados em um bastão de ferrite de
60x15x5mm.(Aquele ferrite usado em antenas internas de rádios a pilha AM) Funcionamento: O
circuito se divide em duas partes, uma é a parte de potência e a outra é um oscilador.
A parte de potência é formada por R1, D1, C1 e LX1. D1 rectifica a corrente para carregar C1 que
é limitada por R1, com isso C1 se carrega com a tensão de pico que é aproximadamente 308VAC
(220VACRms), essa tensão é suficiente para ionizar LX1.
A parte do oscilador e formada por R2, R3, R4, C2, NE1, D2, SCR e T1. C2 se carrega por R2 e
R3 até atingir aproximadamente 80V quando NE1 conduz limitada por R4 e dispara o SCR através
de D2, com a condução do SCR, C2 se descarrega ocasionando um pulso no primário de T1 que por
sua vez dispara LX1 com a alta tensão de seu secundário.
Com o disparo de LX1 C1 é descarregado e o circuito faz reset. Regulando R2 que é um
potenciómetro, podemos mudar o tempo de carga de C2, ou seja, A quantidade de vezes que a
lâmpada piscará em um intervalo de tempo.
A tensão da saída de T1 é da ordem de 1KV (1000V), deve-se montar o circuito em uma caixa para
se evitar acidentes com choques, e manter distância de mais de 1cm das outras trilhas para o
isolamento, essa alta tensão é necessária para ionização do gás Xenônio.
Componentes:
- R1 = 1K 10W
- R2 = 2,2M (Potenciómetro)
- R3 = 100K 1/4W
- R4 = 15K 1/4W
- C1 = 16uF 450V
- C2 = 1uF 250V
- D1 = 1N4007
- D2 = 1N4007
- SCR = TIC106-D
- NE1 = Lâmpada néon
- LX1 = Lâmpada xenônio
- T1 = transformador de pulso (ver texto)
Pilar
- S. I. I. Lda.
Paulo Matos
Tel. 919 687 668
23
7474
7475
7480
24
Ano 1 N.º 6
Julho/2003
Edição Gratuita
Manutenção de Unidades de CD’s
Parte IV
O Sistema GPS
Reparação de um Secador de Cabelo
Parte II
Como Programar Pics
Jul/03-06
Circuitos Magazine N.º6 Jul/2003.
1
Maia
JoDaFa, Marcos Matos, Manuel Alves
e Silvia Marinho
Internet
Revista
Web site: www.cmagazine.rg3.net
X@vi Electronics
Web site: www.xavielectro.pt.vu
E-mail - Questões Técnicas
[email protected]
E-mail - Informações
[email protected]
3 NOTICIAS
5 ÁUDIO E VÍDEO
Manutenção de Unidades de CD (Parte IV)
TV-Video ServiceMode (Parte VI)
Como Programar um Pic
O Sistema GPS
Reparação de um Secador de Cabelo (Parte II)
19 CURIOSIDADES
Temporizadores e Osciladores
Programador JDM
Programador Ludipipo
Progamador Simples
Programador Porta Paralela
25 CIRCUITO DO MÊS
Aviso
educativos!
pela nossa equipa.
Carregador de Pilhas Ni - Cd
26 DATABOOK
2
NOTICIAS
ROBÓTICA
Portugal participa com 8 equipas no Robocup 2003
em Itália
D
meses depois de terminado o Robótica 2003, o
Festival Nacional de Robótica que decorreu no Centro de
Congressos de Lisboa, oito equipas de universidades
portuguesas vão participar no campeonato Robocup 2003, o
Mundial de Futebol Robótico 2003 que decorre no próximo
mês de Julho em Itália. Este é o último campeonato mundial
antes da edição de 2004 que se realizará em Portugal no
próximo ano.
ois
O Instituto Superior Técnico vai participar no Mundial de
Futebol Robótico 2003 com duas equipas, estando igualmente
presentes formações da Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto (FEUP), Universidade de Aveiro,
Universidade do Minho e Instituto Superior de Engenharia do
Porto (ISEP).
O campeonato Mundial reúne cerca de 300 equipas de todo o
mundo que durante 6 dias vão disputar em Pádua diversas
competições, com destaque para a liga dos robots pequenos e
liga dos robots médios, liga de simulação, liga de robots de "4
pernas" e a competição "Humanoid", com máquinas já mais
próximas do ser humano.
Este ano pela primeira vez, Portugal vai contar com uma
equipa no RoboCup Junior que participará na classe de Dança,
com um robot desenvolvido na Escola Gustavo Eiffel, da
Amadora.
GPS
Matsushita lança primeira
bicicleta equipada com GPS
Uma afiliada da japonesa Matsushita
anunciou que irá comercializar a
primeira bicicleta equipada com GPS, útil para detectar
veículos de duas rodas roubados.
A nova bicicleta da “National Bicycle Industrial” será lançada
no Japão durante o mês de Agosto a um preço estimado de 637
dólares (cerca de 545 euros). O GPS (Global Positioning
System) estará ligado à SECOM, uma empresa ligada à área da
segurança no Japão, o que permitirá aos utilizadores localizar
as bicicletas em tempo real.
No entanto, por este serviço, prestado pela SECOM, os
ciclistas terão de pagar cerca de 6 euros por mês.
USA
Estados Unidos
exportam menos
tecnologia
Nos últimos dois anos, as
exportações de bens de
consumo tecnológicos nos
Estados Unidos têm estado
a diminuir, de acordo com
um relatório a que a
“CNET” faz referência.
O sector que gerou em
2000 receitas na ordem dos
223 biliões de dólares, em
2002 não ultrapassou os
166 biliões de dólares. Em
2000, as exportações neste
sector representavam 29
por cento, enquanto que no
ano passado ficaram-se
pelos 24 por cento.
A empresa que elaborou o
relatório, a “AeA Tech
Trade Update”, atribui o
declínio ao crescimento
destes sectores na Europa e
no Japão.
Braga
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
3
PORTUGAL
Portugal atrasado no sector das tecnologias avançadas
O director-adjunto do Instituto Superior Técnico, Guilherme
Arroz, considera a situação de Portugal no sector das
tecnologias avançadas “preocupante”. As afirmações foram
feitas no campus Taguspark a partir de dados revelados no
“IMD World Competitiveness Yearbook” de 2002, que
compara 49 países a nível mundial.
Em relação à percentagem de diplomados pelo ensino
superior em áreas de ciência e tecnologia, o documento coloca
Portugal no 41º lugar com cerca de 24,85 por cento, situandose, no conjunto da União Europeia, apenas à frente da Grécia.
Quanto à existência de engenheiros qualificados no mercado
de trabalho, Portugal situa-se em 42º lugar, na UE à frente do
Reino Unido e do Luxemburgo.
Na exportação de produtos de alta tecnologia, Portugal fica
atrás de todos os países da União Europeia em 35º lugar. Na
opinião de Guilherme Arroz, “tem de ser assumida uma
política de elevação do nível tecnológico do país que é, no
presente contexto, uma questão de sobrevivência nacional”.
TECNOLOGIA LCD
Philips desenvolve televisor/espelho
A Philips anunciou recentemente, segundo o site “Tek.sapo”,
a intenção de comercializar um espelho que é simultaneamente
um televisor.
Este produto, que utiliza uma nova tecnologia LCD, foi
concebido especificamente para espaços como hotéis e lojas. O
espelho que se transforma em ecrã de televisão permite ainda
recorrer ao serviço “pay per view” e pode também ser usado
como ecrã de computador.
O televisor/espelho foi criado pela Homelab da Philips, um
projecto que equipa uma habitação com as mais modernas
tecnologias e avalia a interacção dos habitantes com essas
aplicações.
TELÉMOVEIS
Telemóvel pode ser controlo
remoto para carro
Os telemóveis já podem receber e
enviar e-mails, tocar música, capturar
vídeo, tirar fotografias. Agora, no Japão, também já podem
servir como controlo remoto para carros de brincar.
O fabricante japonês de
brinquedos Takara Co e o
produtor de jogos de vídeo
Konami Corp
desenvolveram uma
tecnologia que, uma vez
incorporada no telefone,
permite controlar
automóveis e outros
brinquedos através de
infravermelhos.
Segundo o porta-voz da
empresa Takara, citado
pela Reuters, o objectivo é
continuar a cativar a
atenção dos adultos para os
carros de brincar
telecomandados.
lêem esta revista.
quando descobrissem
alguma noticia com
desta secção.
Obrigado
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
4
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte IV)
Unidade Óptica
A grade de difração, situada à frente do cristal oscilador, tem a função de dividir o único feixe de
luz gerado em outros dois pequenos, compondo a tríade, para que sirva de auxílio no processo de
leitura e correcção de erros.
O prisma não polarizado é constituído de um meio espelho que reflecte parte da luz incidente
sobre ele. Por este micro espelho apenas 1/4 da potência do feixe laser atingirá os fotodetectores,
evitando seu desgaste prematuro ou queima.
Por último, temos os fotodetectores, dispositivos electrónicos que têm a finalidade de converter
níveis de radiação luminosa em pequenas variações de corrente eléctrica pulsante. São eles que
enviarão os dados digitais (reflexão de luz ou refracção), lidos no disco e recebidos pelo conjunto
óptico, ao circuito electrónico do equipamento (placa), para sofrer demodulação e processamento
lógico.
Atenção: Sempre que formos trabalhar com unidade ópticas devemos usar a pulseira e a manta
anti-estática. O díodo laser é extremamente sensível a descargas electro-estáticas! Por esta mesma
razão, as unidades novas de díodo laser tem o seu pino de alimentação curto-circuitado ao terra!
Este é o procedimento de todos os fabricantes de conjuntos ópticos. Para o trabalho com estas
unidades, devemos também, ter o máximo cuidado na aproximação com os olhos (manter uma
distância de, no mínimo, 15cm da lente objectiva). O feixe é muito concentrado e poderá afectar o
olho humano (causando cegueira). Detalhe: o comprimento de onda do laser usado no CD é
invisível ao olho humano. Ao longo das aulas veremos como confeccionar um prático dispositivo
para averiguar se o doido laser está aceso e emitindo feixe de luz, sem riscos à visão, além de ser
infinitamente mais prático.
Na Figura 1 vemos a ilustração de uma unidade óptica genérica.
Figura 1: Funcionamento da unidade óptica.
Informações adicionais sobre unidades ópticas
Consumo médio de corrente: 40 a 70 mA
Corrente máxima suportável: 100 a 150 mA
Potência média de uma unidade de laser convencional: 0,25 mW
O ranger (raio de acção) de foco da objectiva (em que é possível leitura) atinge
aproximadamente 2 mícron
Distâncias entre disco e protector de lente: 1,04 a 1,44 mm
5
Descrição do circuito electrónico APC (Automatic Power Control) da unidade óptica
Observe a Figura 2 para entender nossas explicações sobre este circuito.
Figura 2: Circuito APC (Automatic Power Control).
O díodo laser D1 é o componente semicondutor responsável pela geração do feixe laser principal.
O díodo D2 executa a detecção do nível de radiação luminosa reflectida no disco (mais intenso ou
menos intenso), assim recebe o sugestivo nome de monitor laser.
Quando o sinal de reflexão do disco estiver deficiente, o díodo monitor, recebendo menos luz,
diminuirá a corrente sobre R1, fazendo com que um grande desnível de tensão apareça nas
entradas do detector e comparador de erro (IC1), forçando-o a gerar uma tensão de erro
proporcional a esta diferença, com objectivo de compensá-la. Desta maneira, aplica-se uma maior
corrente sobre a unidade emissora (D1), aumentando a intensidade do feixe laser. O transístor T1
se encarrega deste controle final, conduzindo mais, nesta situação específica. Nos casos em que há
condições normais de reflexão (discos em bom estado, unidade com bom ganho, etc.) a corrente de
D2, previamente calculada, será de tal forma levada às entradas do operacional IC1 que, quando
comparada com uma referência padrão de tensão, fornecida por R2, terá como resultado um valor
de erro tendendo a zero, mantendo, assim, o feixe com o máximo de estabilidade luminosa. Os
valores da tensão padrão mudam um pouco de acordo com o projecto do equipamento. Na prática,
porém, geralmente estes valores estão entre 2,5 e 5 V. A tensão de erro final aplicada à base do T1
está normalmente em torno de 0,8 V.
É importante que se diga que este micro circuito está normalmente embutido em um chip da placa
de processamento. Temos acesso apenas ao transístor de controle (T1) e ao trimpot (R1), velho
conhecido de todos, lá na plaquinha da unidade óptica.
Nesta rápida explicação deste modelo didáctico, fica fácil notar o quanto é importante o APC
para a vida útil de uma unidade óptica, assim como, o seu correcto ajuste.
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ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte VI)
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Stef_no1
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ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Como programar um Pic
Nesta edição da revista pretendemos abordar de uma forma simples a programação dos mais
baratos e simples microprocessadores da Microchip, os PIC (Peripheral Interface Controllers), que
são o caso dos PIC16C84 e PIC16F84.
Estes novos chips são fáceis de usar, de programar e de apagar, pois não precisam de estar
sujeitos aos ultravioletas para apagar o seu conteúdo de memória, e acima de tudo, são bastante
baratos. Estes chips podem ser apagados e programados vezes sem conta (cerca de 1.000.000!!!).
Até à bem pouco tempo a versão mais comum destes chips era o 16C84, contudo foi largamente
ultrapassado com o mais recente e moderno 16F84. Neste chip a memória eprom passou a ser flash
e de maior capacidade, existindo várias versões. Operacionalmente os dois são muito similares,
têm os pinos compatíveis, contudo o 16F84 tem mais memória e também é mais barato (cerca de 7
Euros), custando perto de metade do seu antecessor.
Com eles poderá encontrar algum circuitos de fácil construção e bastante úteis para os
radioamadores e não só!.
Como programar um PIC ?
O programador utilizado para o 16C84 ou 16F84 é bastante simples de construir. A sua conexão
ao computador é feita através da porta série COM1 ou COM2. O circuito e placa está nesta página
em projecto->PIC
Em termos gerais vamos tentar explicar como programar um PIC :
1º Fase
Em primeiro lugar teremos de criar ou modificar o ficheiro que contém o programa para
programar o PIC, chamado programa fonte. Existem dois tipos distintos destes ficheiros: os
hexadecimais e os de texto.
Os primeiros estão aptos a serem lidos directamente pelo programa que vai gravar o ficheiro no
PIC mas não permitem qualquer alteração do seu conteúdo.
Os segundos, tem normalmente uma extensão *.ASM (assembler) ou *.TXT (texto). Estes já
permitem alterar o conteúdo do programa com o qual pretendemos programar o PIC. Para tal
utilizamos o NOTEPAD do Windows ou um qualquer outro editor de texto.
Os ficheiros de programas com extensão *.ASM ou *.TXT são os mais desejados por quem
anda nesta lides, pois permitem fazer alterações no seu conteúdo como por exemplo, modificar os
dizeres de uma mira.
No final de criar o programa ou altera-lo pelo editor de texto deve salva-lo com extensão
*.ASM ou *.TXT.
2º Fase
Depois de criar ou alterar o ficheiro com que pretendemos programar o PIC, tem de usar o
MPASM, programa do fabricante do PIC que compila o ASM (assembler) ou TXT para
hexadecimal. Este programa pode ser descarregado, do site da MICROCHIP.
Com o programa aberto devemos seleccionar o microprocessador manualmente que desejamos
programar. A opção "Default" que aparece no arranque do programa, "lê" qual o PIC que está no
programador e funciona com a maioria dos PIC16F84 mas na versão PIC16F84A por vezes não
resulta o que nos pode levar a pensar que o PIC ou o programador esta avariado, como por
exemplo uma resistência aberta.
Seguidamente no botão "Browse", selecciona-se o ficheiro que criamos ou modificamos, depois
de seleccionado, vamos ao botão "Assembler" e é só aguardar que MPASM faça a compilação do
ficheiro.
11
Se porventura ocorrerem erros na compilação aparecerá na janela essa informação, será então
gerado pelo MPASM um ficheiro referente a esses mesmos erros que poderá ser lido num editor de
texto.
3ª Fase
Nesta 3ª e última fase resta-nos programar o PIC já com o ficheiro *.hex preparado.
Dentro de vários programas disponíveis, podemos usar o PIX, este software é bastante fácil de
usar e permite variadas funções, desde apagar o próprio PIC até ler o seu conteúdo e salvá-lo
noutro formato. Um outro para ambiente WINDOWS e que funciona também muito bem é o
ICPROG, ambos disponíveis neste site para download.
O PIX é um programa de DOS, contudo funciona na perfeição em ambiente Windows. Para o
pôr a funcionar com o programador através da porta série, primeiro deve editar o ficheiro
PIX.CFG que vem com o programa. Encontre as duas linhas que dizem:
• PortLPT1
• Programmer = Shaer
Coloque um ";" no princípio de cada uma, que ficam com o seguinte aspecto:
• ; PortLPT1 e Programmer = Shaer
• ; Programmer=Ludi
depois procure a linha que diz:
• ; Port=COMx (x é o numero da COM que vai utilizar).
Que deverá ficar com seguinte aspecto:
• Port=COM2
•
Depois é só ligar o programador à COM2, tendo em atenção que esta ligação deve ser feita com
um cabo série curto ou de preferência colocando o programador ligado directamente à porta série.
Quando correr o programa provavelmente aparecerá, MODEM DETECTED ou NO/BAD
HARDWARE. NOT TRUE CONTINUE, pressione YES e ENTER, o programa entrará.
Se o PIC for usado deve fazer ERASE (F7) para que o conteúdo existem em memória seja
totalmente apagado. Se for novo, logicamente, esta operação é desnecessária.
Depois à que ler o ficheiro que criamos, para tal fazemos FILE (F3), com a tecla "D"
seleccionamos a drive A:, C: ... onde está guardado o ficheiro *.HEX. Depois de seleccionado o
ficheiro fazemos BLOW (F9) e aguardamos que o programa grave o ficheiro na memório
EEPROM do PIC.
Finalmente e se tudo correr normalmente, poderemos fazer READ (F4) para verificar se a
informação está registada no PIC. Para termos esta indicação bastas lermos a janela "Program
Dump" e verificarmos por ex. se o endereço "0000:" tem um registo diferente de "3FFF". A
leitura "000: 3FFF 3FFF..." significa que o PIC está com a memória vazia.
Após todas estas operações, resta testar o PIC no circuito e boa sorte...
Se pretender ler o código hexadecimal de um PIC já programado sem a opção "FUSE F8", (esta
opção impede que se faça a leitura do PIC) converte-lo para linguagem assembler (ASM)
12
INFORMAÇÃO GERAL – O Sistema GPS
A ideia da utilização de corpos celestes para navegação acompanha o homem desde os
primórdios da humanidade, e, ao que tudo indica, este continuará durante muito tempo utilizando
corpos celestes para se orientar, mas, agora, utilizando corpos dispostos convenientemente no
espaço e sob seu inteiro controle.
A navegação astronómica possui sérios inconvenientes, dentre os quais depender da observação
de astros que precisam estar à disposição do usuário em qualquer ponto e a qualquer hora, e ser
imprópria para obtenção, em tempo real, da posição de usuários em alta dinâmica. Em
compensação, uma vantagem deste sistema é que ele pode ser utilizado por qualquer pessoa
habilitada, sem pedir licença para ninguém.
Outros sistemas de navegação modernos que utilizam ondas de rádio também possuem
limitações: as ondas de rádio de alta frequência proporcionam navegação precisa, mas são
influenciadas pelo relevo, e as ondas de baixa frequência são pobres em precisão. Também, os
equipamentos utilizados não são de fácil acesso para qualquer usuário. Nas décadas de 60 e 70, a
utilização de satélites artificiais introduziu novos sistemas de navegação (TRANSIT, TIMATION,
SYSTEM 621B, NTS), que resolveram alguns desses problemas, mas não todos simultaneamente.
O caminho para uma solução ampla foi dado através de pesquisas realizadas nas décadas de 70 e
80, pela Força Aérea dos Estados Unidos, que levaram ao desenvolvimento de um sistema de
navegação por satélites denominado GPS (Global Positioning System). Os principais objectivos do
GPS são:
a) auxílio à radio-navegação em três dimensões com elevada precisão nos cálculos de posição,
mesmo com usuários sujeitos a altas dinâmicas;
b) navegação em tempo real;
c) alta imunidade a interferências;
d) cobertura global, 24 horas por dia;
e) rápida obtenção das informações transmitidas pelos satélites.
Geometria orbital
Segundo as leis de Kepler, não considerando perturbações, as trajectórias dos satélites artificiais
são órbitas elípticas, obedecem à lei das áreas e à lei harmónica.
Seis parâmetros, sendo cinco geométricos e um cinemático, chamados parâmetros ou elementos
orbitais, caracterizam uma órbita elíptica: (longitude do nodo ascendente), I (inclinação),
(argumento do perigeu), (semi-eixo maior), e (excentricidade) e ( época ou tempo do perigeu).
Para definir estes elementos (figura 1), consideremos um sistema de referência OXYZ, triortogonal, com origem no centro da Terra, cujo plano fundamental é o Equador Terrestre, e com o
eixo Z coincidindo com o eixo de rotação da Terra. O eixo X aponta para o ponto ou ponto
vernal. Os dois primeiros elementos mencionados definem o plano orbital:
.... ângulo entre o eixo X e o nodo ascendente (ponto em que o satélite cruza o plano equatorial
dirigindo-se do hemisfério sul para o norte);
I.........ângulo entre o plano do equador e o plano da órbita do satélite.
O terceiro elemento fixa a posição da elipse no plano orbital:
....... ângulo entre o nodo ascendente e o perigeu (ponto da elipse mais próximo do foco O).
13
Os elementos e e fixam o tamanho e o achatamento da elipse. O tempo do perigeu é o instante
em que o satélite passa pelo perigeu.
O princípio básico
O funcionamento do sistema GPS se baseia no princípio
da triangularização, segundo o qual o observador conhece
a posição de um conjunto de satélites em relação a um
referencial inercial e a sua posição em relação a este
conjunto, e obtém sua própria posição no sistema de
referência. O sistema de referência utilizado pelo sistema
GPS é o WGS ( WGS-72 até 1986 e WGS-84 a partir de
1987).
Figura 1 - Parâmetros Orbitais
O GPS é dividido em três segmentos principais:
a) segmento espacial, constituído pelos satélites;
b) segmento de controle, constituído pelas estações terrestres que controlam o desempenho e o
funcionamento do sistema;
c) segmento usuário, constituído pelos usuários do sistema.
A figura 2 apresenta os parâmetros básicos utilizados pelo GPS na determinação da posição do
usuário.
Definindo: = posição do usuário;
= posição do i-ésimo satélite;
= posição do usuário em relação ao i-ésimo satélite.
Assim, admitindo
= ( Xu , Yu , Zu ) , temos a relação :
( Xu - Xi )^2 + ( Yu - Yi )^2 + ( Zu - Zi )^2 = ^2 Cada satélite i transmite sua posição ( Xi , Yi ,
Zi ) e o instante de transmissão To.
O usuário possui um receptor que
mede os intervalos de tempo de
propagação decorridos a partir da
transmissão do sinal pelo i-ésimo
satélite:
Considerando uma perfeita
sincronização dos relógios e
desprezando os efeitos de distorção
da ionosfera, efeitos relativísticos e
outros, temos:
, onde c é a velocidade da
luz.
Se há desvios de sincronização dos
relógios, teremos :
, onde: pi é a
pseudodistância do usuário ao
Figura 2 - O Princípio Básico do GPS
14
i-ésimo satélite; e bu é o erro correspondente ao desvio dos relógios.
Assim, necessitamos dos dados de quatro satélites observados simultaneamente, para obter um
sistema de quatro equações, e determinar Xu , Yu , Zu , bu .
É importante ressaltar que, dependendo da geometria relativa dos satélites, o sistema de equações
pode não ter solução. Além disso, se mais de quatro satélites são observados simultaneamente,
existe um conjunto de quatro que fornece a solução com menor erro.
De modo a se ter um mínimo de quatro satélites visíveis simultaneamente 24 horas por dia, em
posição conveniente, foi concebida inicialmente uma constelação de 27 satélites, sendo três
reservas (figura 3). Esses satélites estariam divididos em 3 órbitas quase circulares, com período de
11h 58min (metade do período de rotação da Terra, com semi-eixo maior de aproximadamente
26500 km), inclinadas de 63 e espaçadas de 120 . Dez satélites foram lançados com essas
características. Devido a aspectos económicos, o sistema foi inicialmente alterado para 18 satélites
(e mais três reservas), arranjados em seis planos orbitais inclinados de 55 com argumentos do
perigeu de 0 , 120 e 240 e longitudes do nodo ascendente de 0 , 60 , 120 , 180 , 240 e
300 . Actualmente os 27
satélites estão operacionais.
A mensagem transmitida por
cada satélite ao usuário contém :
a) parâmetros para correcção do
relógio do satélite
b)efemérides do satélite
c)almanaque e "saúde" de todos
os satélites
d)dados para correcção da
propagação ionosférica
e)parâmetros para correcções
orbitais
f)código de identificação
As frequências de transmissão
utilizadas pelos satélites são as
seguintes:
Figura 3
1) comunicação com os usuário - Link de Transmissão:
a) LINK1 (L1) - portadora de 1575,42 MHz, níveis de -160 a -163 dBW e modulação em fase;
b) LINK2 (L2) - portadora de 1227,60 MHz, níveis de -166 dBW e modulação em fase.
2) comunicação com as estações de controle - Link de Recepção: BANDA-S = 2227,50MHz.
3) comunicação com as estações de controle - Link de Recepção: BANDA-S= 1783,74MHz.
Os códigos de identificação utilizados são os seguintes:
a) código P (Precision), para uso militar;
b) código C/A ( Course/Acquisition), para uso civil.
15
Esses códigos são do tipo ruído pseudoaleatório e permitem que a mensagem de posição do
satélite transmitida para o usuário seja, eventualmente, acrescida de ruído, não necessariamente
Gaussiano, que deteriora a precisão com que o usuário irá determinar a sua posição.
Principais fontes de erro
As principais fontes de erro do GPS são as seguintes:
a) erro devido à geometria dos satélites com relação ao observador;
b) desvios dos relógios dos satélites;
c) atraso de propagação e processamento dos sinais pelos circuitos dos satélites;
d) erros devido a trajectórias múltiplas dos sinais;
e) efeitos da atmosfera sobre a velocidade e a trajectória de propagação dos sinais transmitidos;
f) erros devidos à resolução e ruído do receptor do usuário;
e) erro na determinação da posição dos satélites (erro de efeméride).
Comentando sobre alguns erros na determinação das efemérides, mencionamos que, devido às
características de suas órbitas, os satélites do GPS estão submetidos às seguintes perturbações:
potencial terrestre, atracção lunissolar e pressão de radiação solar (incluindo os efeitos da sombra
da Terra). Devido à comensurabilidade do período do satélite com o período de rotação da Terra,
uma perturbação adicional (ressonância) aparece.
Para se conseguir a precisão necessária para algumas aplicações específicas, todas essas
perturbações devem ser consideradas simultaneamente.
Rodolpho Vilhena de Moraes
Kevin Theodore Fitzgibbon
Fernando Walter
Electrónica, Lda.
Díodo ® - Comércio e
Tel. 223 394 780 (6 linhas)
Fax. 222 001 379 (Geral)
Díodo Electronic
4050-537 Porto
Tel. +351-223 395 230/3/4
Fax +351-223 395 239
16
INFORMAÇÃO GERAL - Reparação de um Secador de Cabelo (Parte II)
Continuação.
Nota: Atenção que não se deve ligar o secador à
corrente sem a carcaça em volta da resistência.
Podem ocorrer as seguintes situações: 1ª queimar
a resistência, 2ª correr o risco de apanhar um
choque eléctrico, além de queimaduras.
Nesta imagem podemos ver a sujidade que se
encontra junto à resistência e que deve de ser
removida para um bom funcionamento do
aparelho. Esta sujidade foi sugada pela ventoinha
enquanto este equipamento estava a ser utilizado.
Nesta imagem podemos ver uma peça metálica
em forma de corta-unhas. A este peça chama-se
térmico e a mesma esta representada no esquema
eléctrico anterior e tem a função de proteger o
equipamento.
Nesta imagem podemos ver a parte traseira do
equipamento onde se encontra a ventoinha que
provoca a sucção do ar. Normalmente entre a
ventoinha e o veio do motor acumulam-se
Cabelos, etc. que devem ser retirados. O sintoma
desta avaria é o secador emitir ar quente
intermitentemente. Ou seja como o motor não
trabalha na sua velocidade normal devido à
sujidade que o prende, a resistência não é
arrefecida como devia ser, logo o térmico actua.
Em secadores profissionais que são utilizados
pelos cabeleireiros, esta é a avaria mais frequente.
17
Aqui podemos ver a placa que contém o
interruptor, além do diodo e do condensador
também. É neste interruptor que seleccionamos a
velocidade do secador e ar quente ou frio. Para
isso o diodo é uma parte fundamental que ajuda a
seleccionar. Quando este diodo se encontra
queimado, acontece que o secador tem a
velocidade máxima mesmo estando o selector na
velocidade mínima.
Aqui temos em grande pormenor o condensador
de filtragem. Este componente tem a finalidade
de não deixar que este equipamento provoque
interferências noutros equipamentos. Umas das
interferências mais comuns são uns riscos na
imagem do tv ou um ruído na estação de rádio.
Muito raramente este componente tem de ser
substituído. A sua ausência não provoca qualquer
mau funcionamento do secador.
Para finalizar temos duas imagens; uma com o secador parado e outra com o secador em
movimento.
Considerações finais:
Todos os equipamentos devem de ser reparados por pessoas com conhecimentos técnicos do que
se deve fazer. Qualquer avaria mal reparada pode provocar danos a terceiros. Assim deve-se ter
sempre em atenção as regras e a segurança que se devem ser cumpridas.
1ª Não fazer alterações nos equipamentos de forma que alterem a forma de como foram
concebidos.
2º Todos os aparelhos respeitam as normas europeias e antes de entrarem no mercado são
homologados pelas entidades competentes para o consumidor final ter a certeza e a segurança que
não corre riscos ao utilizar um determinado equipamento.
3º Cabe ao técnico zelar para que assim se mantenha a segurança do equipamento.
4º Quando um equipamento não apresentar garantias de reparação é preferível avisar o cliente que
o mesmo não deve ser reparado e aconselhar a comprar um novo.
5- Deve-se também tentar explicar de uma forma compreensível ao cliente os motivos pelos quais
não se faz a reparação.
JoDaFa
18
CURIOSIDADES – Temporizadores e Osciladores
Os osciladores e temporizadores se tornaram tão comuns nos equipamentos electrónicos que é
praticamente impossível imaginar um aparelho electrónico moderno sem estes dispositivos.
Uma das milhares de aplicações para os temporizadores, conhecidos também como osciladores
monoestáveis, é em automóveis por exemplo, onde o tempo em que a bomba eléctrica de
combustível fica accionada é determinado por um temporizador embutido na central electrónica.
Funciona assim: se a chave de ignição for accionada e, se dentro de 5 segundos por exemplo, não
for dada a partida no motor, a bomba de combustível é automaticamente desligada.
Os osciladores são semelhantes aos temporizadores porém com duas diferenças. O oscilador
propriamente dito são chamados de osciladores astáveis ou multivibradores. A outra diferença é
que os monoestáveis funcionam mediante um comando ou sinal externo originado ou por outro
circuito independente ou por um botão accionado por alguém, por exemplo. No astável (que
basicamente é a união de dois temporizadores), os próprios temporizadores que o formam geram
estes sinais, ou seja, se realimentam de forma mútua.
Um exemplo prático é o pisca-pisca de veículos onde podemos ter basicamente dois
temporizadores conectados entre si de tal maneira que um envie sinal para o outro de forma
contínua e periódica. É sempre assim, enquanto um temporizador está "desactivado" o outro está
"activado".
Como Funcionam
Sabe-se que um condensador carregado leva um determinado tempo para se descarregar através
de um resistência Sabe-se também que para um transístor conduzir, é necessário vencer a barreira
de potencial da junção base-emissor deste transístor.
Baseado nestes dois princípios, vejamos como funciona um temporizador tomando como
referência a figura abaixo.
Quando o circuito ao lado for alimentado, L1
permanece apagada porque não fluirá corrente
pela base de T1 (NPN) através de R1.
Se B1 for pressionado, L1 acende e C1 carregase instantaneamente com uma ddp(diferença de
potencial) muito próximo da ddp da bateria que
alimenta o circuito.
Ao liberar B1, aos poucos, C1 irá se
descarregar através de R1. Durante este intervalo
de tempo, L1 permanece acesa até certo instante da descarga.
Quando a armadura negativa de C1 atingir cerca de 0,5 V (ponto de ruptura da barreira de
potencial da junção base-emissor de T1), T1 entra no corte e apagará L1.
Este é o princípio de funcionamento de um oscilador monoestável. Vale a pena resaltar que existe
infinidades de configurações para produzir um oscilador monoestável no entanto o princípio é o
mesmo, ou seja, deve existir um conjunto RC (resistência, condensador) que torne possível a
temporização.
Actualmente não é muito difícil colocar 3.000.000 de componentes em uma única placa de silício.
Se para formar um monoestável, na pior das hipóteses, só são necessários um c condensador, um
resistência e um transístor, fica fácil concluir que em um circuito integrado pode existir vários
osciladores monoestáveis.
19
A figura abaixo sugere um monoestável transistorizado.
Se substituirmos o botão B1 (N.A.) por outro temporizador idêntico, como mostra a figura
abaixo, obtemos um oscilador astável. Nesta nova configuração, enquanto uma lâmpada estiver
acesa, a outra estará apagada.
Organizando o circuito acima com pequenas modificações, obtemos o esquema de um oscilador
astável transistorizado simétrico como mostra a figura que representa a união do esquema acima.
Calculando o tempo de descarga (através de um resistência) de um condensador.
Um cálculo preciso envolve a determinação também precisa dos valores do resistência, do
condensador, da tensão total de carga e da tensão até a qual se deseja medir a descarga. Nos
circuitos baseados em transístores, frequentemente, a variação de tensão de descarga é
praticamente igual a tensão mínima necessária para que se vença a barreira de potencial do
transístor. Estes valores são iguais à 0,3 volts para transístores de germânio e 0,6 volts para os
transístores de silício.
O tempo necessário para que a d.d.p. nos extremos do condensador caia até um valor qualquer
"v"
t = tempo de descarga (s)
C = valor nominal do capacitor (F)
R = valor nominal do resistor (ohm)
V = d.d.p. nos extremos do capacirot (V)
e = 2,718...
20
Supondo um circuito alimentado com 9 volts, um transístor de silício (tipo NPN por exemplo)
conduz corrente quando a d.d.p. entre emissor e base for de no mínimo igual à 0,6 volts. No caso
específico de transístores NPN, a base será positiva em relação ao emissor. Um condensador de 10
uF tem a armadura negativa ligada ao emissor do transístor e a armadura positiva conectada à base
do transístor através de um resistência de 27K. Se o condensador for carregado com a d.d.p. do
circuito, qual o tempo em que a d.d.p. entre a base e o emissor do transístor é superior ou igual à
0,6 volts?
C = 10 uF = 0,00001 F
R = 27K = 27000 ohms
V=9
v = 0,6
t = 0,73 s
Para um oscilador astável transistorizado, a frequência de operação se define de acordo com os
valores dos componentes que determinam o tempo de descarga de cada etapa. Se ambas as etapas
utilizam os mesmos valores para estes componentes, tem-se um sinal rectangular na saída deste
astável, ou seja, o tempo de descarga de ambos os estágios são iguais.
Porém, nada impede que estes componentes sejam modificados para alterar o rítimo de trabalho
do conjunto. Neste caso, cada estágio do oscilador terá seu próprio tempo de descarga. Logo, para
alterar a frequência de operação, basta apenas mudar o valor de um dos componentes envolvidos
em apenas um estágio do conjunto. Neste caso, o cálculo da frequência de operação do circuito
será um pouco diferente.
Calcula-se separadamente o tempo de descarga de cada etapa do circuito, soma-se estes valores e
o inverso do resultado obtido iguala-se a frequência. Assim tem-se uma aproximação razoável.
onde
Abaixo, encontra-se a fórmula simplificada para calcular a frequência de operação de osciladores
transistorizados onde os componentes directamente ligados à frequência de operação possuem os
mesmos valores.
Frequência de osciladores
transistorizados simétricos.
f= frequência em hertz;
C = valor nominal do
condensador em Farads;
R = valor nominal do
resistência em ohms.
21
CIRCUITOS VÁRIOS
Circuitos de Programadores
Nesta edição decidimos trazer alguns esquemas de uns simples programadores de pics.
Programador JDM
DB-9
SOQ. 18DIL
CABO
R1
R2
R4
C1
C2
D1
D3,D4,D5,D7
D2
D6
Q1,Q2
Ficha 9 pinos fêmea - para ligação á COM
Suporte para circuito integrado 18 pinos dil - maquinado
Cabo 5 condutores blindado para computador
Resistência carvão 1/4W - 10K - 5% Tol. (castanho, preto, laranja,ouro)
Resistência carvão 1/4W - 1,5K - 5% Tol. (castanho, verde, vermelho, ouro)
Resistência carvão 1/4W - 4,7K - 5% Tol. (amarelo, violeta, vermelho, ouro)
Condensador electrólitico 100uF x 35V
Condensador tantalo 22uF x 16V
Led comum 5mm
Diodo silício 1N4148 ou equivalente
Diodo zener 5V1
Diodo zener 8V2
Transistor de silício NPN - BC 547B ou equivalente
Braga
Representante
Oficial:
Panasonic,
Technics,
Saba,
Thomson,
Grundig,
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
22
Programador Ludipipo
Programador Simples
23
Programador Porta Paralela
U3
7407
C2
.1uF
C3
.1uF
C4
.1uF
C5
.1uF
C6
.1uF
C1
10uF
J2
DB25HM
J1 POWER CONNECTOR
D2
1N4148
D3
1N4148
D4
LED
U4
18 PIN SOCKET
Q1
PN2907 or 2N3906
Q2
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
D1
U1
U2
PN2907 or 2N3906
4.7K R1/4W
10K R1/4W
10K R1/4W
4.7K R1/4W
10K R1/4W
1K R1/4W
10K R1/4W
10K R1/4W
10K R1/4W
10K R1/4W
1N4001
7805 or 78L05
7812 or 78L1
24
CIRCUITO DO MÊS – Carregador de Pilhas Ni-Cd
P Para aqueles que usam muito o seu walkman (ou diskman)que é um "tremendo devorador de
pilhas", uma solução prática e o uso de baterias recarregáveis de NiCad, elas custam 6 vezes mais
que as pilhas comuns mais podem ser recarregadas muitas vezes.
O caro normalmente é o recarregador! Mas com esse projecto abaixo mais uma fonte de
alimentação qualquer você poderá carregar suas baterias por um baixo custo.
O circuito é basicamente um regulador de corrente montado com um CI regulador de tensão, pois o
que precisa ser controlado na carga da bateria e a corrente e não a tensão, a tensão na bateria só
precisa ser maior que a sua tensão nominal.
Funcionamento:
A tensão enter os terminais do CI1(7805) é sempre 5V e a corrente que vai passar pela bateria é
dada simplesmente pela aplicação da lei de ohm I=V/R , como o carregador é para carga lenta (+/12horas) a corrente é de 0,5A, jogando na fórmula obtemos que o valor de R1 é 100ohms. O
projecto abaixo é para carregar 2 baterias de NiCad em série (2,4V as duas), a tensão para
polarização do circuito é 5V(CI1)+1,6V(L1)+2,4(Bat) = 9V que é a tensão mínima que deve ser
usada para alimentar o circuito, a tensão pode ser até 30V tomando cuidado para o aquecimento de
CI1, que aumenta proporcionalmente com a tenção de alimentação, caso necessário use um radiador
(dissipador) de calor.
Para diminuir o tempo de carga deve-se modificar R1 ,cuidado com a potência desse componente e
não use correntes de cargas que não sejam especificadas pelos fabricantes da baterias.
Para quem não tem uma fonte abaixo está o esquema de uma
bem simples:
Componentes do Carregador: Componentes da Fonte:
CI1 = 7805
T1 = 110/220 : 9V x 250mA
R1 = 100 ohms x 1/2W
D1 e D2 = 1N4007
L1 = led 5mm vermelho
C1 = 1000uF x 25V
C1 = 100uF x 16V
Pilar
- S. I. I. Lda.
Paulo Matos
Tel. 919 687 668
25
7482
7494
26
ABRIL/MAIO/JUNHO 2004
#7
Manutenção de Unidades de CD’s (Continuação)
Classificação Geral dos Robots
Estrutura do Receptor GPS
ESR nos Condensadores Electrolíticos
Polarização de Transístores
Robot Light Seeker
Abr/04-07
Periodicidade: Trimestral
Direcção: X@vi Electronics
3 NOTICIAS
Ilustração: José Xavier e Marcos Matos
7 ÁUDIO E VÍDEO
Manutenção de Unidades de CD (Parte V)
TV-Video ServiceMode (Parte VII –
Ultima Parte)
Pesquisa: José Xavier e Marcos Matos
Colaboradores Nesta Edição:
António Santos, João Condeço e
Manuel Alves
Internet
Revista
Web site: www.cmagazine.pt.vu
X@vi Electronics
Web site: www.xavielectro.pt.vu
E-mail – Questões Técnicas
[email protected]
Aviso
educativos!
pela nossa equipa.
Classificação Geral dos Robots
Os Servos
Estrutura do Receptor GPS (Parte I)
ESR nos Condensadores Electrolíticos
Polarização de Transístores
22 CURIOSIDADES
Circuitos Integrados
Motores e Geradores
Semicondutores (Parte I)
Carregador de Baterias
Misturador de Microfones Dinâmicos
Misturador de Duas Entradas
Mini Amplificador
Comando Para Testar Servos
32 KIT DO MÊS
Robot Light Seeker
34 DATABOOK
Circuitos Magazine N.º7 Abril/Maio/Junho 2004
2
NOTICIAS
EVOLUÇÃO
Nova cadeira de rodas
E
sta cadeira de rodas pode subir e descer degraus, avançar
sobre morros relvados e até elevar o ocupante à posição
vertical.
Chama-se «iBOT Mobility
System», usa sensores e
giroscópios para se mover em
escadas enquanto se equilibra em
duas rodas.
Médicos dizem que a tecnologia
empregue é «revolucionária»,
mas tão complexa que
administração para os Alimentos
e os Medicamentos (FDA) dos
Estados Unidos só autoriza a sua
venda mediante receita médica e
treino especial de condução.
Produzida pela Independence Technology, subsidiária da
Johnson & Johnson, a iBOT custa 29.000 dólares (25.650
euros), menos do que alguns modelos topo de gama mas muito
mais que um cadeira de rodas
básica.
De acordo com um porta-voz da
J&J, as vendas nos Estados
Unidos deverão começar no final
do ano.
Ao contrário dos modelos a
iBOT tem quatro rodas do
mesmo tamanho que rodam umas
sobre as outras para subir e
descer degraus, o que significa que a sua utilização exige
alguma perícia e não será uma opção para todos os potenciais
utilizadores.
EVOLUÇÃO
Pilha de Combustível
Portuguesa
A empresa Soluções Racionais
de Energia tem uma pilha de
combustível que poderá vir a
fazer frente às pilhas convencionais mas só em 2006, porque,
por agora só por encomenda.
Pilhas,
baterias
de
telemóveis
e
de
computadores portáteis ou
até de câmaras de filmar
podem estar com os dias
contados.
A
empresa
Soluções Racionais de
Energia,
a
SRE,
desenvolveu uma pilha que
poderá fazer frente às
fontes de alimentação
portáteis que utilizamos
actualmente. Trata-se de
uma pilha de combustível
que converte a energia do
hidrogénio
em
electricidade. Foi numa
estação de testes que se
estudaram diferentes tipos
de
protótipos.
O
engenheiro
Rui
Neto
explica como o fizeram:
"Na
pilha
de
teste
fornecemos os gases, o
hidrogénio de um lado e o
oxigénio do outro e
conseguimos medir com
sensores a tensão e a
corrente que a pilha está a
produzir. Quanto mais
hidrogénio e oxigénio
fornece a pilha mais
corrente a pilha produz. O
facto de ser transparente
tem a vantagem de nos
permitir ver a formação da
água na pilha. Porque se a
pilha tem muita água não
tem uma performance
óptima. Se estiver seca
também começa a ter
problemas
de
funcionamento, então deve
ter uma quantidade de
água
ideal
e
esta
transparência permite-nos
justamente uma visão
qualitativa do que esta a
acontecer."
Vejamos como funcionam
estas
pilhas
de
combustível. As pilhas têm
uma série de unidades de
reacção. Cada unidade
3
consiste
numa
membrana
sofisticada que separa dois canais
onde se encontram os gases. Num
canal está o hidrogénio e no outro
o oxigénio, separados por uma
membrana.
Excitado
por
catalizadores químicos, cada
átomo de hidrogénio liberta um
electrão e pode então passar através da membrana que separa
os canais. Do outro lado dois átomos de hidrogénio combinamse com um átomo de oxigénio e formam água. Os electrões
percorrem um longo caminho e passam pelo colector de
energia gerando electricidade.
Perceber o funcionamento desta
pilha e descobrir uma forma
barata de a produzir é o tema da
tese de Doutoramento de Rui
Neto, que está em fase de
conclusão. Descoberto na Suiça
pela SRE, onde trabalhava há
quase um ano nesta área, Rui
Neto foi para Campos Rodrigues, o administrador, o
responsável pelo verdadeiro salto da empresa neste campo:
"Eu penso que o Rui nos permitiu acelerar muitas coisas que
tínhamos em mãos, com a experiência e os contactos que ele
tinha. Permitiu dar saltos que se calhar íamos demorar muito
tempo paraa ter a coragem de as fazer."
Só em 2006 estas pilhas de hidrogénio poderão competir com
as pilhas convencionais. Por agora estão acessíveis somente
por encomenda. É justamente numa encomenda de 500
unidades de 10 Watts que a empresa está a trabalhar neste
momento. Estas pilhas estarão prontas ainda no primeiro
semestre deste ano e irão alimentar estações de telemetria.
ROBÓTICA
Equipas preparam-se para o
ROBOCUP 2004
Os jogadores estão em fase de
preparação e os treinadores já
sentem algum nervoso miudinho.
Não estamos propriamente a
falar do Euro, mas andamos lá perto. O Robocup2004 promete
reunir algumas das melhores equipas mundiais de desporto
robótico e vai decorrer em finais de Junho e princípios de
Julho, em Portugal.
Eduardo Pinto é professor
de Electrónica na Escola
Profissional da Amadora e
nas aulas utiliza com
frequência dois robots
muito especiais. São os
Tango Dancers, um casal
de dançarinos nascido há 2
anos e que já conquistou
alguns troféus em
competições. A última
delas decorreu na cidade de
Pádua, Itália, onde a equipa
conseguiu o primeiro lugar
na classe Robocup Júnior,
entre 17 participantes de
todo o mundo. Os Tango
Dancers foram construídos
com peças compradas no
estrangeiro, mas a parte
electrónica foi concebida
de raiz pelos alunos. Este
par romântico será a
grande estrela da equipa da
Amadora, no Robocup
2004, mas de acordo com
Eduardo Pinto há outro
projecto inovador:
"parecem balões, mas
quando toda a gente os ver
poderá constatar que
parecem dois ovnis. Estes
ovnis vão ter um diâmetro
de dois metros e meio e
vão ser sincronizados, tal
como estes robots de
pernas, via rádio."
Últimos ajustes nos Robots
Médios
4
No Instituto Superior Técnico,
os robots da equipa Isocrob já
começaram a dar pontapés na
bola. O grupo foi constituído há
5 anos e tem participado em
competições de futebol, na Liga
de Robots Médios. Daqui a 6
meses, os elementos da Isocrob
pretendem apresentar-se na FIL com os mesmos robots, mas
com um novo sistema de navegação. Hugo Costelha revela que
"os robots vão tornar-se mais rápidos nas jogadas, conseguem
fazer movimentos muito mais interessantes e são muito menos
limitados. Ou seja, se quisermos fazer jogadas entre eles,
fazendo-os cooperar, é muito mais fácil para nós se tivermos
esse tipo de robots que limitam menos o movimento." Também
na Liga de Robots Médios participa a equipa Minho Team, da
Escola de Engenharia da Universidade do Minho. Já andam
nestas andanças há 7 anos e têm no currículo várias
participações em provas internacionais. De olhos postos no
Robocup2004, a equipa Minho Team vai utilizar os mesmos
robots de sempre. Mas Fernando Ribeiro avisa que há
modificações em curso: "vamos mudar a cabeça, digamos, que
é a parte da visão que o robot tem. Vamos usar uns espelhos
um pouco diferentes: antes usávamos espelhos esféricos e
agora vamos pôr uns parabólicos para ver melhor o campo."
Contagem decrescente para a competição
O Robocup 2004 vai decorrer na FIL, em Lisboa, de 29 de
Junho a 3 de Julho. A candidatura portuguesa foi apresentada
há 3 anos e, para convencer a Federação Internacional de
Robocup, a organização prometeu novos desafios. Luís
Custódio afirma que "um dos desafios será a competição para
equipas de escolas secundárias, o chamado Robocup Júnior,
numa liga em que se ponham em confronto barcos robots
autónomos que tenham a capacidade de navegar numa tina
com água." Os pormenores da prova estão a ser ultimados, mas
já é certo que a competição não poderia vir em melhor altura.
Além de coincidir com o campeonato europeu de futebol, a
iniciativa antecede uma conferência internacional sobre
veículos autónomos, que contará com a presença de
investigadores de todo o mundo.
ROBÓTICA
Carros Robotizados Correram no Deserto Mojaveova
Sem ninguém atrás do volante, cerca de 20 veículos
competiram no dia 13 de Março no Grand Challenge, uma
corrida através do deserto de Mojave, nos Estados Unidos.
Os carros-robôs tiveram de percorrer mais de 240 quilómetros
de curvas apertadas, passagens estreitas e trilhos de areia em
menos de dez horas, para poderem reclamar o prémio final de
um milhão de dólares (820 mil euros).
O desafio foi lançado pela
Agência de Projectos de
Investigação Avançados de
Defesa (DARPA, na sigla
inglesa), o braço do
Pentágono dedicado à
investigação científica, e as
provas de qualificação
começaram no dia 8.
O percurso escolhido que andou entre 240 a 338
quilómetros, entre
Barstow, perto de Los
Angeles, na Califórnia, e
Primm, próximo de Las
Vegas, no Nevada – foi
mantido em segredo até
duas horas antes do sinal
de partida, o que impediu
os concorrentes de
programarem com
pormenor as suas
máquinas. Para
completarem a rota em
menos de dez horas, a
viagem teve de ser feita a
uma média superior a 25
quilómetros por hora.
O objectivo do Pentágono
foi atrair investigadores
independentes que
contribuam para o
progresso de uma
tecnologia em que apostam
há mais de dez anos. Em
2015, o Pentágono quer
que um terço dos veículos
militares, a operar no
terreno, seja autoconduzido e uma
competição desta natureza
pode melhorar as
perspectivas de concretizar
esse objectivo. A DARPA
fica com os direitos de
exploração militar dos
veículos e os concorrentes
guardam os direitos de
propriedade intelectual.
"Estávamos a chamar
para a prova quem faz dos
robôs o seu passatempo.
5
Mas a competição acabou por motivar estudantes de cursos
universitários", conta o coronel Jose Negron, citado pela
revista "Wired". Em Novembro, a agência tinha em mãos 106
candidaturas e foi preciso criar novas regras para reduzir o
número de concorrentes.
Por fim, o número de competidores foi reduzido a cerca de
20, dos 25 candidatos aceites, cinco desistiram antes das
provas de qualificação. É bastante heterogéneo, incluindo
desde investigadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia a
um estudantes de um liceu dos subúrbios de Los Angeles, uma
família de Berkeley e uma empresa de engenharia de Palos
Verdes, também na Califórnia. Os orçamentos das equipas
oscilam entre 17 mil dólares e três milhões e meio e os
veículos vão desde carros desportivos adaptados, veículos
militares equipados informaticamente e, até, uma motocicleta.
Apesar da concorrência, o favorito é um veículo de quatro
rodas chamado Sandstorm, criado pela equipa de William
Whittaker, da Universidade Carnegie Mellon, em Pittsburgh.
Este foi, aliás, o primeiro veículo a qualificar-se para a corrida
de hoje e reúne patrocínios de empresas como a Boeing ou a
Intel. Os robôs anteriores de Whittaker são bem conhecidos. Já
construiu um robô, em parceria com a agência espacial norteamericana NASA, para explorar a Antártida.
Mas agora o desafio é diferente. Uma corrida implica
velocidade, o que torna mais difícil o processamento de dados
recolhidos pelos sensores dos robôs que permita escolher um
caminho seguro. A velocidade transforma pequenas rochas e
montanhas em armadilhas fatais. Todos os veículos estão
equipados com lasers que medem as distâncias, radares e
receptores de navegação por GPS, por isso o vencedor será
aquele que, em tempo real, conseguir ler o terreno e decidir o
melhor caminho a tomar. Isto porque estes veículos não são
telecomandados, estão por conta própria do princípio até ao
fim da corrida. Não podem receber sinais de nenhum tipo dos
humanos, a não ser ordem de paragem.
Os concorrentes têm também apostado na resistência dos
veículos, criando máquinas robustas que possam aguentar dez
horas de uma corrida repleta de obstáculos, e que sobrevivam
aos acidentes, se tudo o resto falhar.
TELEMÓVEIS
Telemóveis e PDAs: a convergência
inevitável
Entre as novidades
apresentadas, destaca-se o
Motorola MPx, um
computador de bolso
baseado na denominada
Phone Edition de Windows
Mobile, com tecnologia
GSM, GPRS, Bluetooth e
Wi-Fi. O ecrã do MPx
possui uma resolução de
240 x 320 pixeis, com uma
diagonal de sete
centímetros, e pode
colocar-se na horizontal ou
na vertical conforma
convenha à orientação dos
gráficos.
A Motorola apresentou
ainda o MPx100 com
ligação Bluetooth e
ranhuras para cartões
miniSD, o A1000, baseado
na versão 7.0 de Symbian,
e o E1000, com uma
câmara digital de 1,2
Megapixel.
lêem esta revista.
quando descobrissem
alguma notícia com
desta secção.
Obrigado
Ainda no rescaldo da recente edição do
Congresso Internacional 3GSM, que se
realizou em Cannes entre 23 e 26 de
Fevereiro, os sites da especialidade
referem-se à convergência entre telemóveis e PDAs como uma
das principais novidades da feira deste ano.
6
ÁUDIO E VÍDEO – Manutenção de Unidades de CD (Parte V)
N
a parte anterior, falávamos sobre o funcionamento do circuito APC, (faz tempo...) lembram?
Bem, dada a importância deste estágio veremos nesta aula mais detalhes técnicos a este
respeito. Vou mostrar como fazer o ajuste correcto deste circuito utilizando um instrumental
simples, destacando que é este o mais importante ajuste eléctrico existente nestes equipamentos
independente do tipo de leitor, seja um CD-DA (músicas), um CD-ROM, um DVD ou um CD-R,
em todos os modelos lá está nosso velho conhecido trimpot de ajuste do díodo laser. Assim, o
procedimento que aqui será estudado servirá como base para todos, as diferenças estarão por conta
das características técnicas de cada unidade óptica (corrente suportável). Sem mais blá, blá, blá,
vamos ao que interessa!
Em primeiro lugar, devemos ter em mãos alguns itens importantes e indispensáveis, são eles:
Esquema do equipamento, informações técnicas sobre a unidade óptica (se possível)
Kit de mini chaves tipo philips e fenda com ponta isolada
Multímetro
A lei de ohm (refresquem a memória...)
CD teste de padrões / 1khz (preferencialmente)
Observem na figura 1, um circuito APC real existente em vários modelos de DVD Toshiba
importados.
Figura 1
Descrição básica do circuito
Este diagrama apresentado existe em inúmeros aparelhos de CD's e DVD's de diferentes
fabricantes, mas em especial nos modelos da marca Toshiba. É no pino 51 do IC1 que tudo
começa, recebemos a informação (um pulso) de accionamento para que seja ligado nosso díodo
laser. Este pulso é enviado pela cpu de controlo do equipamento toda a vez que abrimos e
fecharmos o tray (gaveta de compartimento do CD). Através deste pulso o operacional aplicará
uma tensão inicial ao transístor de ganho do APC (TR200) que conduzirá alimentando o díodo LD.
Com a emissão de luz infra, aparecerá imediatamente uma corrente no díodo monitor MD com o
objectivo de realimentar nossa cadeia de controlo automático estabilizando a potência do laser, a
teoria de funcionamento deste sistema é idêntica a já descrita no diagrama da aula 2. Pelo pino 53
o IC TA 1236 recebe alimentação para o bloco de controlo e selecção de potência. Pelo pino 52 do
IC são liberadas tensões de correcção para a base do transístor TR200 controlando sua condução e
o ganho de corrente da unidade. TR1 é o nosso tradicional trimpot de ajuste de potência, com ele
regulamos a referência de terra (maior ou menor) sobre o pino 50 no integrado APC. Assim, um
referencial mais negativo ou menos negativo informará quanto o circuito de APC deverá aplicar de
corrente no díodo laser.
7
Ajustes
1 - Em que condição se faz necessário o ajuste do laser?
2 - Por que ocorre o desajuste?
Falamos um pouco sobre isso nas edições anteriores, mas vamos as questões:
Sempre faremos ajuste em drives de CD's quando estes apresentarem dificuldade em ler discos,
demora excessiva para acesso dos conteúdos do disco, pular trilhas ou perder sincronismo de
leitura. Outra situação real é quando fizermos a substituição de unidades ópticas, devemos sempre
conferir a corrente aplicada no laser.
O desajuste ocorre por várias razões, a mais comum é o desgaste do díodo laser por mal uso
(modelos portáteis) outra razão é a relativa baixa qualidade de algumas unidades ópticas que
diminuem sua emissão após as primeiras 1000 horas de uso.
Em primeiro lugar, procure localizar na placa electrónica o transístor de APC (no exemplo é oTR
200), ele normalmente fica próximo ao flat da unidade óptica na placa principal. O trimpot é só
olhar na pci do conjunto óptico. Por último, o mais importante, localize a resistência de
alimentação (no exemplo é o R2) pois é a partir dele que faremos o ajuste. Pronto, agora só resta
colocar o multiteste paralelo á resistência R2 (como no diagrama), na escala de voltagem. A
próxima etapa é delicada e exige muito cuidado, ligando o aparelho com um disco de CD (se não
dispuser de um disco de teste profissional como CD-T03 da Kenwood, utilize um disco comum da
melhor qualidade possível, evite os piratas!), imediatamente o díodo laser emitirá radiação
infravermelha, tentará focalizar o disco (a lente se movimentará para cima e para baixo 3 vezes) é
nesta situação que começaremos o ajuste propriamente dito. Coloque o disco para reproduzir, no
momento em que existir focalização verificaremos o valor de tensão indicado no multiteste, se ela
for inferior ou superior a 0,5 volts deveremos, com uma chave isolada, regular o trimpot R1 para
que em sua escala tenhamos o valor de no máximo 0,5 v. Este procedimento é valido para
inúmeros circuitos de diferentes fabricantes, o cálculo envolvido aqui e bastante simples, observe:
1 - Descubra o valor da resistência de alimentação do transístor de apc, no exemplo o R2 é de 10
ohms.
2 - Se você tiver dados técnicos do conjunto óptico, como o valor da corrente utilizada por sua
unidade melhor, caso contrário (maioria) utilize o valor padrão aplicado em 90% dos casos. Este
valor é de 50 mA (NÃO ESQUEÇA DE CONVERTER AS UNIDADES PARA QUE FIQUEM
COMPATÍVEIS), 50 mA = 0,05A.
3 - Aplique a lei de ohm, que diz R= E/I (resistência é igual a tensão dividida pela corrente)
4 - O valor da resistência é só ler no diagrama ou interpretar as cores sobre o componente.
5 - Agora aplique a lei!
10 = E / 0,05
Assim, isolando "E" teremos:
E (queda de tensão na resistência) = 10 x 0,05 E = 0.5v
Ok, com esta queda de tensão sobre a resistência R2 temos certeza de que nossa unidade óptica
esta recebendo uma corrente de no máximo 50 mA, como eu disse, na maioria dos casos é o valor
recomendado.
OBS: Quando não for possível encontrar isoladamente o transístor de APC, principalmente em
CD-ROM, localize o IC-drive do conjunto óptico (normalmente o único IC que aquece e esta
próximo ao flat da unidade), neste caso você deverá ter no mínimo uma referência básica sobre o
circuito em questão. O transístor geralmente encontra-se interno a esse IC, devemos localizar a
8
pinagem respectiva para prosseguir com as medições, o procedimento de ajuste é o mesmo já
descrito.
Dica:
É importante ter cuidado com algumas unidades ópticas novas compradas para substituição,
alguns tipos possuem aparência idêntica a original porém, quando nos atermos ao valor do trimpot
de ajuste do laser verifica-se que o mesmo tem diferente valor do original. Nesta situação,
obrigatoriamente, refaça os ajustes de potência para não comprometer a vida útil da sua nova
unidade óptica.
Se você estiver ajustando uma unidade óptica e esta só conseguir estabilizar a leitura com uma
corrente acima de 50mA, será um forte indício de que sua unidade apresenta maior consumo e
portanto, sua vida útil se aproxima do final.
Nota 1:
Quanto a determinação do valor de 50 mA para unidades ópticas (maioria dos casos), ele foi
obtido com os próprios fabricantes, que têm o dever de especificar este dado na etiqueta do
conjunto óptico. Inúmeros testes de laboratórios comprovaram que esta corrente é a máxima
recomendada para que as unidades consigam executar uma boa leitura de discos e manter uma
longa vida útil sem um desgaste ou queima prematuros. Este valor tende a diminuir e não se
surpreendam de encontrarem novos conjuntos ópticos trabalhando com correntes inferiores.
Geralmente nas etiquetas das unidades são colocadas códigos que dizem respeito aos valores de
corrente ideal para estes dispositivo, exemplos:
Unid. Óptica corrente ideal:
hfa 151 = (51mA)
kss 210A45y31= (45mA)
kss 210Ak48 = (48mA)
sd 500 = (50 mA)
sd 250 = (50mA)
k43S206GB = (43mA)
k46G84F= (46mA)
kss213B = (36mA)
Como podem ver, normalmente existe uma referência numérica que expressa a corrente ideal a
ser utilizada. Estes ajustes são extremamente precisos assim, uma leve torção no trimpot será
suficiente para que se eleve esta corrente a valores bem superiores ao ideal. Se por acaso
aplicarmos uma corrente de 90 mA na unidade, ela terá sua vida útil abreviada no mínimo em
50%, quando não ocorrer sua queima. Em aparelhos de custo baixo como CD-ROM tudo bem,
compramos outro por 130 pratas. Agora, imagine um sofisticado DVD carrossel de no mínimo U$
1500! Claro que eu exagerei um pouco, um prejuízo de 130 pratas já é terrível, não? Bem, o
importante mesmo e saber fazer em todos eles o ajuste mais preciso possível, assim teremos seu
funcionamento garantido pelo tempo máximo.
9
ÁUDIO E VÍDEO - TV-Video ServiceMode (Parte VII – Ultima Parte)
10
Stef_no1
11
ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Classificação Geral dos Robots
D
evido a várias diferenças em função de características e propriedades, existem diversas
classes de robôs que se diferenciam em suas aplicações e formas de trabalhar.
Tipos de Robots
1. Robôs Inteligentes: são manipulados por sistemas multifuncionais controlados por computador,
são capazes de interagir com seu ambiente através de sensores e de tomar decisões em tempo real.
Actualmente são dedicados grandes esforços no desenvolvimento desse tipo de robots.
2. Robôs com controlo por computador: são semelhantes aos robôs inteligentes, porém não tem a
capacidade de interagir com o ambiente. Se estes robôs forem equipados com sensores e software
adequado, se transformam em robôs inteligentes.
3. Robôs de aprendizagem: se limitam a repetir uma sequência de movimentos, realizados com a
intervenção de um operador ou memorizadas.
4. Manipuladores: são sistemas mecânicos multifuncionais, cujo sensível sistema de controlo
permite governar o movimento de seus membros das seguintes formas:
a) manual, quando o operador controle directamente os movimentos;
b) de sequência variável, quando é possível alterar algumas das características do
ciclo de trabalho.
Pode ser extremamente interessante realizar a classificação dos robôs do ponto de vista do controlo
de seus movimentos, admitindo as seguintes configurações:
1. Sem controlo-servo: é o programa que controla o movimento dos diferentes componentes do
robô, se realiza em um posicionamento "ponto-a-ponto" no espaço.
2. Com controlo-servo: este tipo de controlo permite duas formas de trabalho:
a) controlo dos movimentos dos membros do robot em função de seus eixos. Os
movimentos podem ser realizados ponto-a-ponto ou com trajetória contínua.
b) os movimentos se estabelecem da respectiva posição de seus eixos de coordenada e da
orientação da mão ferramenta do robô.
Esta classificação não pretende ser rígida, também existem sistemas que estão limitados a um
controle misto computador-operário. Algumas referências bibliográficas classificam os robôs com
controle por computador como de 1ª geração e os robôs inteligentes de 2ª geração.
Basta enviar um e-mail para [email protected] com o anuncio desejado e o seu
12
ROBÓTICA & MICROBÓTICA – Os Servos
O
s servos ou servomecanismos são muito utilizados em sistemas de Rádio-Controlo usados em
modelismo. Também são utilizados em sistemas de polarização (V - H) de Antenas
Parabólicas e podem, devido à seu, relativamente, custo moderado e sua condição de proporcionar
movimentação de partes mecânicas de Robôs, ser amplamente utilizados em Robótica.
A tensão de alimentação desses dispositivos nunca deverá exceder de 6 Volts DC e seu controle
de posicionamento se dá através de pulsos de comando. Para a geração desses pulsos, podemos
utilizar um circuito oscilador formado pelo circuito integrado 555 ou os moderníssimos (porém
nem tanto) Microprocessadores - PICs.
Os servos são muito úteis
na robótica. Os motores
são pequenos, já têm o
circuito de comando
embutido e são
extremamente fortes para o
seu tamanho. Um servo
normal, como o Futaba S148 tem Kg/m de binário, o
que é muito bom para o seu
tamanho. Também só
absorve a corrente
proporcional à carga
mecânica. Então, um servo
com pouca carga não
consome muita energia. A
sua ligação ao mundo
exterior é por três fios,
+5V, a massa e o fio de
controlo.
Então como funciona um servo? O servo tem um circuito de controlo e um potenciómetro (uma
resistência variável, também conhecida como pot) que está ligada ao eixo. Este pot dá a
possibilidade ao circuito de controlo de verificar a posição angular do eixo. Se este estiver na
posição certa, o motor é, desligado. Se o circuito verificar que o ângulo não é o correcto, liga o
motor na direcção correcta até que o ângulo esteja correcto. o eixo do servo é capaz de viajar por
volta de 180 graus. Normalmente é na casa dos 210 graus, mas varia dependentemente do
fabricante. Um servo normal é usado para controlar um movimento angular entre 0 e 180 graus
pois não é mecanicamente capaz de rodar mais devido a uma paragem mecânica embutida na
engrenagem de saída.
A quantidade de força aplicada ao motor é proporcional á distância que precisa de viajar. Logo,
se o eixo precisa de rodar muito, o motor rodará à velocidade máxima. Se precisa de rodar só um
pouco, o motor rodará a uma velocidade mais baixa. Isto chama-se controle proporcional. Como se
comunica o ângulo ao sevo? É para isso que o fio de controlo serve. Este é determinado pela
duração de um impulso que lá é aplicado. Isto chama-se "Pulse Coded Modulation". O servo está à
espera de receber um impulso todos os 20 milissegundos. A duração deste impulso vai determinar
quanto vai rodar o motor. Um impulso de 1.5 milissegundos, por exemplo, faz o motor rodar para
a posição de 90 graus (muitas vezes chamada a posição neutra). Se o impulso for menor que
1.5ms, o motor rodará o eixo para perto dos 0 graus. Se o impulso for maior que 1.5ms, o eixo
roda para perto dos 180 graus.
13
INFORMAÇÃO GERAL – Estrutura do Receptor GPS (Parte I)
A
estrutura do receptor GPS ( Global Positioning System ) é descrita através de diagramas de
blocos e modelos matemáticos. São detalhadas as diferentes funções do receptor, fornecendose a equação do sinal GPS recebido e como este sinal é processado, de modo a obter-se as
informações necessárias para os cálculos de navegação.
1 - Introdução - Sinal GPS
O sistema GPS emprega CDM (Code Division Multiplexing) na transmissão de seus sinais entre
sua rede de satélites e os receptores de seus usuários. O CDM é uma aplicação da técnica de
espalhamento espectral. Nesta técnica, no transmissor o sinal é "espalhado" numa largura de faixa
maior que a mínima necessária para enviar a informação; sendo este espalhamento acoplado a um
código independente da mensagem. No receptor, uma réplica deste código é gerada síncrona ao da
transmissão, para realizar o despreading do sinal e subsequente recuperação da mensagem. Dentre
os modos de realizar-se este processo, no CDM, utiliza-se a modulação por sequência directa.
A modulação por sequência directa, no caso de transmissão de dados, consiste em adicionar-se à
mensagem, em módulo 2, um código pseudo-aleatório de taxa de bits muito superior ao dela. O
sinal resultante modula em BPSK uma portadora de RF (figura 1.1).
Figura 1.1: Espalhamento espectral por sequência directa. A taxa de mensagens, 1/T, é bem menor
do que a taxa de códigos, 1/Tc.
O código pseudo-aleatório (figura 1.2 a) usado possui algumas características típicas, das quais, a
mais importante, por estar ligada à sincronização do sinal, é que a sua autocorrelação (equação
1.1), apresenta um valor de máximo bem definido (figura 1.2 b), para desfasagem nula ( =0).
Além disso, usando diferentes códigos, com baixo valor de correlação cruzada, podemos construir
um conjunto de sinais separados por códigos, realizando assim a multiplexagem de canais por
códigos (CDM).
(1.1)
No sinal dos satélites GPS são utilizados dois conjuntos de códigos distintos denominados de C/A
( Coarse Aquisition) e P (Precision). Cada satélite possui um código distinto de cada um destes
conjuntos. O conjunto de códigos C/A é formado por elementos da família de códigos Gold
(Holmes, 1982) de ordem 10. Possuem taxa de bits de código (chip) de 1023 kchips/s, com
repetição de códigos a cada 1023 chips. O conjunto de códigos P é formado pela segmentação de
um código de registrador de deslocamento de máximo comprimento. A taxa de cada código é de
10230 kchips/s, com repetição de códigos a cada semana. Os códigos realizam o espalhamento da
mensagem, formando sinais que são transmitidos em duas portadoras de rádio frequência, L1
(1575.42 MHz) e L2 (1227.6 MHz). Na portadora L1 os dois sinais são transmitidos em quadratura
de fase, com 3 dB a mais de potência no sinal do código C/A. Na portadora L2 apenas o sinal do
código P é transmitido.
14
(a)
(b)
Figura 1.2: (a) Código pseudo-aleatório. g(t) representa o código pseudo-aleatório, Tc é a largura
do bit de código, Tp é o período do código e o atraso do sinal. (b) Auto-correlação, R ( ), de g ( t
) em função do desvio .
As equações 1.2 e 1.3 mostram a representação matemática do sinal de um satélite GPS em suas
bandas de transmissão. No receptor GPS este sinal, corrompido pelo ruído, deve ser sincronizado,
estimando-se o atraso de propagação do sinal, o desvio de frequência, devido ao efeito doppler, a
fase do sinal e os bits de dados da mensagem.
(1.2)
(1.3)
Onde:
•
•
•
•
•
•
•
d(t): mensagem do satélite
g(t): código da família C/A
p(t): código da família P
1 : frequência angular da portadora L1
2 : frequência angular da portadora L2
1 : incerteza de fase da portadora L1
2 : incerteza de fase da portadora L2
2 - Parâmetros do Sinal GPS
Constituem parâmetros do sinal GPS a fase e a frequência da portadora e o atraso de propagação
do sinal. Os valores destes parâmetros do sinal recebido estão relacionados com as equações de
movimento do receptor e do satélite GPS que transmite o sinal. Assim sendo, a estimativa destes
parâmetros, além de permitirem a sincronização do sinal obtendo a mensagem transmitida, fornece
dados para a realização dos cálculos de navegação.
15
2.1 - Atraso de Sinal
O tempo de propagação do sinal GPS, tp(t), é fornecido pela equação 2.1.1. Ele é basicamente
função da distância entre o satélite GPS e o receptor, expressa nesta equação na forma vetorial.
Tem-se ainda atrasos adicionais proporcionados pela troposfera e ionosfera, que modificam a
velocidade de propagação do sinal.
(2.1.1)
•
•
•
•
•
•
Ps: Vetor posição do satélite GPS
Pa: Vetor posição da antena do receptor GPS
e: Vetor unitário unindo receptor ao satélite GPS
c : Velocidade da luz no espaço livre
Io(t): Atraso de propagação devido à ionosfera
Tr(t): Atraso de propagação devido à troposfera
A percepção deste parâmetro no sinal recebido é alterada pelos erros de relógio do transmissor do
satélite, que modificam o próprio sinal transmitido. Nestes erros incluem-se os erros intrínsecos e
os que são intencionalmente introduzidos (Select Availability) para usuários não classificados.
Englobando-se este efeito, define-se como atraso de sinal :
(2.1.2)
SA(t): Erro de relógio do satélite, intencionalmente alterado (Select Availability).
A estimativa do atraso de sinal é usada no receptor para estimar a distância entre ele e o satélite.
Esta estimativa é denominada de pseudo-range (PR). Para esta estimativa, os erros de relógio (do
satélite e do receptor) e os atrasos da ionosfera e da troposfera são factores que diminuem a
acurácia do valor obtido. A determinação do pseudorange é obtida no circuito de sincronização do
código pseudo-aleatório. Desta forma é possível obter três estimativas para o pseudorange: na
sincronização do código C/A, quando sincronizado no sinal L1; na sincronização do código P,
também no sinal L1; e na sincronização do código P no sinal L2.
O valor de pseudorange estimado pelo código P é mais preciso. Entretanto, a sincronização do
código P nem sempre é obtida, uma vez que seu acesso é controlado através de criptografia. A
sincronização do código P em diversidade de frequências (L1, L2) permite correcção do atraso
provocado pela ionosfera. Caso seja feita a sincronização apenas do sinal L1, existe na mensagem
do satélite dados que são utilizados para corrigir o atraso ionosférico através de modelos
matemáticos pré-estabelecidos, embora com menor eficiência. Tem-se também modelo para
correcção do atraso provocado pela troposfera.
A tabela 2.2.1 mostra um modelo de erros na estimativa do pseudorange com seus valores
estimados.
*SA - Erro de relógio de satélite
Erro em Metros
Fontes de Erro
L1/L2 L1 C/A com SA* L1 C/A sem SA* intencionalmente alterado
Tabela 2.2.1 - Modelo de Erros
Satélite GPS
6,0
30,8
6,0
de "Range" Equivalentes do
Ionosfera
2,2
10,0
10,0
Usuário (UERE)
Troposfera
2,0
2,0
2,0
Múltiplos Caminhos 1,2
1,2
1,2
Luís Henrique Pinto Malizia Alves
Receptor
1,47 7,5
7,5
Waldecyr J. Perrella
Outros
0,5
0,5
0,5
Fernando Walter
UERE (rms)
6,98 33,33
14,07
16
INFORMAÇÃO GERAL – ESR nos Condensadores Electrolíticos
P
ela própria constituição, os condensadores electrolíticos independentemente do seu fabricante,
capacitância ou tensão de trabalho, possuem uma resistência equivalente em série ( ou ESR do
inglês Equivalent Series Resistance) .
Mas o que vêm a ser isto da ESR?
A ESR é a resistência dinâmica pura total que um condensador opõe a um sinal de corrente
alterna: inclui a resistência continua dos seus terminais, a resistência continua do material
dieléctrico, a resistência das placas e a resistência alterna em fase do dieléctrico a uma frequência
determinada. Sendo assim podemos imaginar como sendo uma resistência ideal em série com o
condensador.
Com o tempo e envelhecimento natural, muitas vezes a capacitância não se altera, porém a
resistência equivalente série ( ou ESR ) aumenta, praticamente "tirando" o condensador do
circuito. Se medirmos com o capacímetro, ele está perfeito, porém na realidade imprestável . Por
isso muitas vezes perdemos tempo e cabelos com defeitos inexplicáveis provocados por
condensadores electrolíticos.
Problemas de ESR acontecem principalmente quando o condensador trabalha em filtragem ou
acoplamento de altas frequências, como em fontes comutadas ou no bloco de deflexão horizontal
de um TV,causando assim os mais diversos tipos de problemas.
Em condições normais a ESR tem um valor muito baixo, o que se mantém durante muitos anos a
não ser que o isolamento do condensador esteja deteriorado, neste caso o componente solvente do
electrólito seca gradualmente fazendo com que o valor da ESR aumente. Como é obvio este
deterioramento é acelerado quando o condensador é sujeito a altas temperaturas de funcionamento,
provocadas por grandes correntes de ripple.
Então como medir a ESR de um condensador Electrolítico?
Para medir a ESR ,é necessário um medidor de ESR , ou seja um ohmímetro de corrente alterna
capaz de medir a resistência equivalente em série do dito condensador, só se pode medir anulando
a reactância capacitiva do condensador, o que se consegue medindo os ohms em AC, aplicando
uma corrente alterna de uns 100 Khz. porém como este tipo de equipamento é difícil de encontrar
no mercado tradicional a solução passa por encomendar do estrangeiro ou montar
No site da Comunidade electrónicos
http://www.comunidadelectronicos.com/proyectos/comprobador-esr.htm pode encontrar o
esquema de um circuito simples baseado no ampop LM324N e um amperímetro analógico de
painel.
Outro circuito mais sofisticado desenvolvido pelo engenheiro australiano Bob Parker baseado no
microcontrolador Z86E0412PSC e display BCD 7 segmentos pode ser encontrado aqui em
http://members.ozemail.com.au/~bobpar/esrmeter.htm assim como mais explicações sobre o
assunto, pena que o software para o microcontrolador não está disponível.
Existe um outro teste simples e barato (mas não muito confiável) que consiste em medir a
capacitância com o multímetro ou capacímetro na escala de µF e lançar um jacto de spray
congelante sobre o condensador. Se o valor medido baixar, lixo com ele. Por isso muitas vezes ao
serem aquecidos com o ferro de soldar o aparelho volta a funcionar por algum tempo, isto porque a
ESR varia muito com a temperatura, pois no interior do electrolítico existe uma reacção química.
Manuel Alves
17
INFORMAÇÃO GERAL – Polarização de Transístores
T
ransístor é um componente electrónico que começou a se popularizar na década de 60 cuja
função principal é amplificar sinais eléctricos. Entende-se por "amplificar" o procedimento de
tornar um sinal eléctrico mais forte. Um sinal eléctrico de baixa intensidade, como os sinais
gerados por um microfone, é injectado em um circuito electrónico (transistorizado por exemplo)
cuja função principal é transformar o sinal fraco gerado pelo microfone em sinais eléctricos com as
mesmas características mas com potência suficiente para excitar os auto-falantes.
É conveniente salientar que é praticamente impossível encontrarmos circuitos integrados que não
possuam transístores.
Para um amplificador linear existe uma área definida no gráfico de características de saída do
transístor. Esta área é denominada de ponto de operação permissível, e é determinada pelas
limitações de tensão e corrente que cada transístor apresenta. Fica claro portanto que cada
transístor possui um gráfico diferente.
Abaixo encontra-se um gráfico fornecido por fabricantes de transístores mostrando as regiões de
operação permissíveis e proibidas.
Região 1 – A região activa é a região mais apropriada
para um transístor operar como amplificador de sinal
sinusoidal;
Região 2 - A região de saturação é a região em que o
transístor atinge sua máxima corrente de colector. Nesta
região, o transístor apresenta baixa resistência de
colector e comporta-se como um interruptor fechado.
Quando o transístor opera nesta região não se observa
mais a relação entre a corrente de base e a corrente de
colector, ou seja, nesta região, a variação da corrente de
base não provoca variação fiel na corrente de colector.
Região 3 – A região de corte é a região onde a corrente
de base é igual a zero. Nesta região, o transístor apresenta elevada resistência de colector e
comporta-se como um interruptor aberto. As correntes de colector de pequenas proporções são
constituídas pelos portadores de carga minoritária (corrente de fuga).
Região 4 - A região de sustentação é atingida quando a voltagem entre o colector e o emissor
atinge o valor máximo suportado pelo transístor. Nesta região, independentemente do sinal está
presente na base do transístor, a corrente de colector se mantêm alta.
Região 5 - Na configuração emissor comum, o ganho do transístor está intimamente ligado a
frequência do sinal de entrada. O fabricante fornece a frequência do sinal de entrada na qual o
ganho do transístor passa a ser unitário. A medida que este limite for ultrapassado, o ganho será
reduzido podendo torna-se desprezível.
As considerações acima são para um transístor de silício na configuração emissor comum.
Como se viu na figura, a região activa define as limitações nas quais o transístor tem seu
funcionamento seguro para operar como amplificador de sinal sinusoidal. O objectivo desta região
é mostrar as condições em que o transístor funciona sem se danificar. Escolher um ponto no
interior da região activa, de preferência o mais próximo do centro possível, reduz as possibilidades
18
de um eventual deslocamento deste ponto para fora da região de operação podendo danificar o
transístor ou provocar distorção no sinal de saída.
Existe uma relação directa entre temperatura e corrente de colector do transístor. Aumentando-se
a temperatura de um transístor, sua corrente de colector também é aumentada. Da mesma forma,
aumentando-se a corrente de base, aumenta-se consequentemente a corrente de colector que por
sua vez aumenta a temperatura (Efeito Joule) constituindo assim uma "reacção em cadeia".
Variando-se a temperatura do transístor, seja esta variação causada pelo simples aumento da
temperatura ambiente ou pelo aumento da intensidade da corrente de colector, o ponto de operação
escolhido tende a se deslocar. Temperaturas da ordem de 200ºC para transístores de silício e cerca
de 105ºC para transístores de germânio nunca deverão ser atingidas. É possível, as vezes, mediante
cuidadoso projecto, que o pico de potência (VCE x [IC+IB] ) exceda este regime médio por curto
período de tempo desde que os picos de temperatura no dispositivo não sejam excessivos. A figura
abaixo nos dá uma ideia de como a temperatura influi no funcionamento de um transístor de
silício.
Polarizar um transístor é fazer com que o
ponto de operação se estabilize. Para uma
boa polarização algumas considerações são
essenciais:
•
O ponto de operação deve estar no
interior da região activa;
•
Manter o transístor com um
funcionamento linear – Em se
tratando de amplificador linear,
deve-se evitar que ocorra distorção
em qualquer temperatura e procurar
manter constante a carga de colector e a tensão de alimentação;
•
Reduzir os efeitos causados pelo aquecimento cumulativo utilizando um bom sistema de
refrigeração que é fundamental para se conseguir a estabilização desejada. A junção
colector-base de um transístor, onde ocorre praticamente toda a dissipação, não está em
perfeito contacto com a cápsula do transístor, envolvida naturalmente pelo meio ambiente.
Isto significa que existe uma certa "resistência térmica" entre a junção e a cápsula
portanto, a junção citada provavelmente encontra-se com temperatura superior à
temperatura do invólucro do transístor.
Um método simples de polarização de um amplificador com transístores de silício em emissor
comum consiste em adoptar um divisor de tensão na base para suprir a necessária corrente ao
transístor. O sinal poderá ser então aplicado aos terminais de entrada através de um condensador
de acoplamento adequado.
19
Considerações:
1. Aqui vamos desprezar a influência da corrente de fuga devido ao seu pequeno valor, e
também pelo fato do tipo de polarização empregado compensar termicamente o circuito.
2. Considerando o ganho do transístor maior que 100, podemos desprezar a influência do
pequeno valor da corrente de base.
3. A escolha da alimentação é simples, pois dependerá unicamente do local a ser empregado.
4. Normalmente o valor da corrente de colector (IC) é obtido em função da carga, ou
escolhida de acordo com instruções fornecidas pelo fabricante do transístor em suas
publicações sobre o produto.
5. Vamos considerar VRE como sendo 10% da tensão de alimentação, consideração que
garantirnos-à uma estabilidade à variações de temperatura e ganho de corrente.
6. VBE dependerá do tipo de transístor, pois para os de germânio seu valor será de 0,3 volts e
para os de silício, seu valor será de 0,6 volts.
7. Embora esta aproximação que aqui faremos pareça grosseira, ela resultará em valores
práticos e facilitará os cálculos para RB1 e RB2. I é 10% de IC.
8. Aqui novamente faremos uma imposição, garantindo que VC seja maior ou igual a 50% de
VCC.
Acoplamento por condensador
O acoplamento por condensador é o mais utilizado na prática, principalmente nas etapas
amplificadas de baixo ruído. A resposta de frequência é maior apresentando baixo custo pois,
utiliza poucos componentes de fácil fabricação. A desvantagem do acoplamento a condensador em
comparação com o acoplamento a transformador, está em que, não havendo casamento das
impedâncias de entrada e de saída, haverá perda de energia.
Contacto:
Tlm:919783719
[email protected]
20
Braga
Américo Gouveia
4710-370 Braga
Tel: 253 218 088
Fax: 253 251 166
Os amplificadores descritos acima são do tipo "Classe A", ou seja, amplifica todo o sinal
injectado na base do transístor. Tecnicamente falando, Diz-se que um amplificador é de Classe "A"
quando o ponto de operação e o sinal de entrada são tais que a corrente de colector circula o tempo
todo. Este tipo de amplificador, apesar de apresentar um baixo rendimento, utiliza poucos
componentes e possui baixa distorção sendo portanto empregado como pré-amplificadores ou
amplificadores de pequenas potências.
21
CURIOSIDADES – Circuitos Integrados
S
urgidos na década de 1970, os circuitos
integrados são formados por elementos
fixos instalados em um único suporte
semicondutor. Com os circuitos integrados
abriram-se novos caminhos, em virtude de
sua miniaturização e da possibilidade de sua
fabricação em série sendo responsáveis pela
miniaturização dos circuitos, a qual resultou
em enorme diminuição tanto do preço como
do consumo de energia, além de favorecer o
aumento da velocidade e precisão com que
os sinais eléctricos são manipulados.
Actualmente, pode-se integrar milhares de
transístores em superfície de apenas
quarenta milímetros quadrados, o que
permite o processamento de sinais de amplitude mínima em comunicações, informática,
reprodução de imagem e som etc. Os anos seguintes foram de desenvolvimento contínuo da
electrónica, que se transformou em uma das mais pujantes indústrias dos países desenvolvidos.
Processo de fabricação
A primeira parte do processo é obter pequenos discos de silício com propriedades eléctricas
adequadas e forma cilíndrica cujas dimensões são da ordem de 50 x 300 mm. Depois de cortados,
estes discos ficam com espessura de 1 mm e são novamente divididos em partes menores
denominada fatia. É neste ponto do processo que são acrescentadas as impurezas que determinam
a polaridade do material. Um acabamento final é dado através de um banho corrosivo e um
polimento que reduz a espessura da fatia para 200 micro. Passado este acabamento, as fatias são
postas em um forno especial aquecido a 1100ºC e submetidas a um fluxo de oxigénio e vapor de
água em ambiente totalmente limpo para que seja depositada uma fina película (geralmente 0,5
micrómetros) de dióxido de silício.
Depois são colocadas sobre as fatias quantidades adequadas de substância foto resistentes. Para
que esta substância recubra toda a superfície, as fatias são submetidas a grandes velocidades
angulares. Se forma assim uma camada de aproximadamente 1 micrómetro de espessura. A
substância foto resistente polimeriza sob acção da luz ultravioleta e com isso passa a resistir a
acção de solventes. Uma mascara que contém o layout do circuito a ser fabricado é colocada sobre
a fatia. Esta fatia é submetida a radiações ultravioletas indo depois para a revelação. Na revelação,
as regiões que foram expostas à luz se mantém inalterada enquanto que a camada foto resistente
que não recebeu luz é removida, dando acesso a camada de óxido que está logo abaixo. Um banho
em ácido apropriado ataca a camada de óxido expondo o material que está logo abaixo. Uma nova
camada é posta entre a camada de óxido e o silício. É uma película muito fina denominada
epitaxial que tem polaridade diferente do material original e para ser intercalada é necessário que
as fatias sejam acomodadas em fornos de indução a uma temperatura que varia entre 900 e 1300ºC
para difundir uma substância dopante no silício. O isolamento individual dos componentes do
circuito integrado é feito mediante uma barreira de potencial que surge quando uma junção PN é
polarizada inversamente enquanto que as ligações entre os componentes fica por conta de uma fina
película metálica. A fatia é então cortada em várias partes onde cada parte resultara em um circuito
integrado
22
Características
Família Lógica
RTL
Resistor Transistor
Logic
DTL
TTL
TTLLS
TTL-S
CMOS
IIL
ECL
MOS
Diode Transistor
Logic
Transistor Transistor
Logic
Low Power Schottky
Super High Speed
Complementary
Metal Oxide Silicon
Inegrated Injection
Logic
Emitter Coupled
Logic
Metal Oxide Silicon
Tradução
Lógica que utiliza
resistências e
transístores
Lógica que utiliza
díodos e transístores
Lógica que apenas
utiliza transístores
Lógica que utiliza alta
velocidade e baixa
Lógica que utiliza
transístores de alta
velocidade
Metal de oxido de
silício complementar
Lógica por injecção
integrada
Lógica por emissor
acoplado
Metal de óxido de
silício
Características Gerais
Os primeiros circuitos integrados. Já
não são fabricados.
Aperfeiçoamento do RTL. Usados
apenas para reposição
Muito importante nos circuitos digitais.
Utilizado em grande escala
TTL aperfeiçoado. Proporciona alta
velocidade e baixo consumo
TTL de alta velocidade e alto consumo
Muito baixo consumo. Opera com
fontes de 3 a 1 Volts
Aperfeiçoamento do CMOS em termos
de velocidade
É o mais rápido de todas as séries. Pode
operar em frequências de 500 MHz
Elevado índice de integração. Pode
conter até 25000 transístores. É o caso
dos microprocessadores
Especificação
Consumo
Velocidade
Tensão de Alimentação
RTL
DTL
30 mA
25 mA
10MHz
15MHz
5V
5V
TTL
20 mA
25MHz
5V
TTL-LS
8 mA
40MHz
5V
TTL-S
30 mA
70MHz
5V
CMOS
1 mA
10MHz
3a18V
IIL
1 mA
15MHz
3a18V
ECL
40 mA
800 MHz
2V
MOS
85 mA
3,5 MHz
5V
23
CURIOSIDADES – Motores e Geradores
U
m motor é uma
máquina que converte
energia elétrica mecânica
de rotação.Os motores são
os responsáveis pelo
funcionamento das
máqinas de lavar,das
secadoresas de roupa, e da
maioria das máquinas
industriais.O gerador por
sua vez, é uma máquina
que converte energia
mecânica de rotação em
energia elétrica. A energia
mecânica pode ser
fornecida por uma quedad’agua,vapor,vento,gasolin
a ou óleo diesel ou por um
motor elétrico.
Componentes
As partes principais dos
motores e geradores de
corrente contínua são
basicamente as mesmas.
Comutador
Uma máquina cc tem um
comutador para converter a
corrente alternada que
passa pela armadura em
corrente contínua liberada
através de seus terminais
(no caso do gerador). O
comutador é constituído
por segmentos de cobre
com um par de segmentos
para cada enrolamento da
armadura. Cada segmento
do comutador é isolado dos
demais por meio de
lâminas de mica.Os
segmentos são montados
em torno do eixo da
armadura e são isolados do
eixo e do ferro da
armadura. No chassi da
máquina são montadas
duas escovas fixas, que
permitem contatos com
segmentos opostos do
comutador.
Armadura
Escovas
Num motor, a armadura
recebe a corrente
proveniente de uma fonte
elétrica.Isto faz a armadura
girar.Num gerador, a
armadura gira por efeito de
uma força mecânica
externa.A tensão gerada na
armadura é então ligada a
um circuito externo.Em
resumo, a armadura do
motor recebe a corrente de
um circuito externo (a
fonte de alimentação), e
armadura do regador libera
corrente para um circuito
externo (a carga).Como a
armadura gira,ela é
também chamada de rotor.
São conectores de grafita
fixos, monados sobre
molas que permitem que
eles deslzem(ou “escovem”
sobre o comutador no eixo
da armadura. Assim, as
escovas servem de contato
entre os enrolamentos da
armadura e a carga externa.
Enrolamento de Campo
Este eletroíma produz o
fluxo interceptado pela
armadura. Num motor, a
corrente para o campo é
fornecida pela mesma fonte
que alimenta a armadura.
Num gerador, a fonte de
corrente de campo pode ser
uma fonte
separada,chamada de
excitdor , ou proveniente
da própria armadura.
Gerador CC Simples
O gerador cc mais
simples é formado por um
enrlamento de armadura
contendo uma única espira
de fio. Este enrolamento de
uma espira intercepta o
campo magnético para
produzir a tensão. Se
houver um circuito
fechado, passará uma
corrente no sentido
indicado opelas setas.Nessa
posição da espira, o
segmento 1 do comutador
está em contato com a
escova 1, enquanto o
segmento 2 do comutador
está em contado com a
escova 2. Á medida que a
armadura gira meia volta
no sentido horário, os
contatos entre os
segmentos do comutador e
as escovas são invertidos.
Agora, o segmento 1 está
em contato com a escova, 2
e o segmento 2 em contado
com a escova 1. Em
virtude dessa ação de
comutação, o lado da
espira que está em contato
com qualquer uma das
escovas está sempre
interceptando o campo
magnético no mesmo
sentido. Portanto, as
escovas 1 e 2 têm
polaridade constante, e é
liberada uma corrente
contínua pulsante para o
circuito de carga externo.
24
Enrolamentos da
Armadura
As bobinas da armadura
usadas em grandes
máquinas cc são
geralmente enroladas na
sua forma final antes de
serem colocadas na
armadura. As bobinas préfrabricadas são colocadas
entre as fendas do núcleo
laminado da armadura. Há
uma duas formas de se
ligar as bobinas,
enrolamento imbricado e
enrolamento ondulado ou
em série.
Num enrolamento
imbricado simples, as
extremidades de cada
bobina são ligadas a
segmentos comutadores
adjacentes. Dessa forma,
todas as bobinas ficam
ligadas em série. Num
enrolamento imbricado
duplo, há na verdade, dois
conjuntos separados de
bobinas,cada conjundo
ligado em série. Estes dois
conjuntos de bobinas são
ligados entre si somente
através das escovas.
Analogamente, um
enrolamento imbricado
triplo é formado por três
conjuntos separados de
bobinas ligados em série.
Num enrolamento
imbricado simples, uma
única escova faz o curtocircuito entre as duas
extremidades da mesma
bobina.
Num enrolamento
ondulado, as extremidades
de cada bobina são ligadas
aos segmentos do
comutador com dois pólos
de intervalo.
Num gerador, a área onde
nenhuma tensão pode ser
induzida numa espira da
armadura é chamada de
plano de comutação ou
plano neutro.
sentido do campo e o dedo
médio no sentido da
corrente que passa pelo
condutor; o polegar
indicará o sentido em que o
condutor tende a se
deslocar.
Excitação do Campo
Torque
Os geradores cc recebem
seus nomes de acordo com
o tipo de excitação de
campo utilizado.Quando o
campo do gerador é
fornecido ou “excitado”
por uma fonte cc separada,
como por exemplo uma
bateria, ele é chamado de
gerador de excitação
separada.
Motor de Corrente
Contínua
Embora a construção
mecânica de motores e
geradores cc seja muito
parecida, as suas funções
são diferentes. A função de
um gerador é de gerar uma
tensão quando os
condutores se deslocam
através de um campo,
enquanto um motor serve
para produzir um esforço
para a rotação ou torque,
para produzir rotação
mecânica.
Sentido de Rotação da
Armadura
Usa-se a regra da mão
esquerda para determinar o
sentido de rotação dos
condutores da armadura. A
regra da mão esquerda para
os motores éa seguinte:
com o polegar,oindicador e
o médio da mão esquerda
perpendiculares entre si,
aponte o indicador no
A f cem de um motor, Vg
é gerada pela ação dos
condutores da armadura ao
O torque T produzido por
um motor é proporcional á
intensidade do campo
magnético e á corrente de
armadura.
Onde:
T = torque,m . kg
Kt = constante que
depende das dim. Físicas
do motor
Ia = corrente da armadura, A
O = número total de
linhas de fluxo que entra na
armadura por um pólo N
As relações entre a tensão
e a corrente num circuito
equivalente de um motor
cc são as seguintes:
Vta = Vg + IaRa
Vt - Vg + Ia (Ra + Rs)
Il = Ia + Id
Onde:
Vta = tensão no terminal da
armadura, V
Vg = força contraeletromotriz, fcem, V
Ia = corrente da armadura,
A
Vt = tensão no terminal do
motor , V
Fazendo um comparação
entre o circuito
equivalente de um gerador
e o circuito equivalente de
um motor a única diferença
está no sentido da corrente
na linha e na armadura.
interceptar as linhas de
força.
25
A potência fornecida á
armadura do motor é a
potência dissipada na
forma de calor pela
corrente de armadura, a
potência produzida pela
armadura. Mas esta
potência da
armadura não representa
uma potência útil de saída,
pois um parte dela precisa
ser gasta para suprir as
perdas mecânica ou
rotacional do motor. A
especificação de saída do
motor é igual á entrada
menos as perdas por
aquecimento e as perdas
rotacionais. Aunidade mais
usada para a saída de um
motor é o cavalo-vapor.
Velocidade de um Motor
A velocidade é dada pelo
número de rotações do eixo
com relação ao tempo e é
expressa em unidades de
rotações por minuto (RPM)
. Uma redução no fluxo do
campo do motor provoca
um acréscimo na sua
velocidade. Ou, ao
contrário, um aumento no
fluxo do campo provoca
uma diminuição na
velocidade do motor. Pelo
fato de a velocidade do
motor variar com a
excitação do campo,
costuma-se empregar uma
forma conveniente de se
controlar a velocidade
variando o fluxo do campo
através do ajuste da
resistência no circuito do
campo.
Se um motor puder manter
um velocidade
praticamente constante
para diferentes cargas, dizse que o motor apresenta
um boa regulação de
velocidade. A regulação de
velocidade é geralmente
expressa na forma de
porcentagem.
Tipos de Motores
Motor de derivação
Este é o tipo mais comum
de motor cc .Ele é ligado
da mesma forma que o
gerador em derivação.Suas
curvas características de
velocidade X carga e
torque X carga mostram
que o torque aumenta
linearmente com o
aumento na corrente da
armadura,enquando a
velocidade cai ligeiramente
á mediada que a corrente
da armadura aumenta. A
velocidade básica é a
velociade com carga
máxima. O ajuste de
velocidade é feito
inserindo-se uma
resistência no campo
usando um reostato de
campo. Numa posição do
reostato, a velocidade do
motor, permanece
praticamente constante
para todas as cargas. Os
acionadores ou dispositivos
de partida usados com os
motores cc limitam a
corrente de partida da
armadura em 125 a 200 por
cento da corrente de carga
máxima. Deve-se tomar
muito cuidado para não se
abrir o circuito do campo
de um motor em derivação
que está rodando sem
carga, porque a velocidade
do motor aumenta
descontroladamente até o
motor queimar.
Motor série
O campo deste tipo de
motor é ligado em série
com a armadura.
Avelocidade varia de um
valor muito alto com uma
pequena carga até um valor
bem baixo com a carga
máxima.O motor em série
é conveniente quando parte
com cargas pesadas ligadas
a ele (guindastes e
guinchos), porque com
altas correntes na armadura
ele produz um torque
elevado e funciona em
baixa rotação. Sem
nenhuma carga, a
velocidade de um motor
em série aumentará
ilimitadamente até o motor
se destruir.Entretanto, os
grandes motores em série
são geralmente ligados
diretamente á carga e não
através de correias ou
polias.
Motor composto
Este tipo associa as
características operacionais
dos motores em derivação
e dos motores em série. O
motor composto funciona
com segurança sem carga.
À medida que se adicinam
as cargas, a sua velocidade
diminui, e o torque é maior
se comparando com o do
motor em derivação.
26
CURIOSIDADES – Semicondutores (Parte I)
O
s dispositivos semicondutores (díodos, transístores, diacs, triacs, mosfet, circuitos integrados,
etc) constituem, sem dúvida alguma, uma verdadeira revolução no campo da tecnologia dos
componentes electrónicos. Estes minúsculos componentes realizam praticamente todas as tarefas
que antes eram confiadas às válvulas electrónicas, porém com muito mais eficácia e segurança.
Enquanto que o princípio de uma válvula electrónica se baseia no fluxo de electrões que há do
cátodo para a placa, através do vácuo existente no interior do invólucro de vidro que constitui a
válvula, enquanto que o princípio de funcionamento dos dispositivos semicondutores, apesar de
também basear-se num fluxo de electrões, se realiza em material sólido (geralmente silício ou
germânio), e não no vácuo, como nas válvulas electrónicas. Por esta razão, os dispositivos
semicondutores são também denominados dispositivos de estado sólido.
Constituição da matéria
As substâncias encontradas na natureza, sejam elas sólidas, líquidas ou gasosas, são constituídas
por um aglomerado de minúsculas partículas, chamadas moléculas, que são a menor parte que se
pode obter de uma substância, conservando as mesmas características e propriedades (ponto de
fusão, resistividade eléctrica, massa especifica, etc.). Se tivermos uma gota de água e a dividirmos,
sucessivamente, em diversas partes, a menor delas, que ainda conserva as características da gota
inicial, será a molécula de água.
As moléculas podem ainda
ser subdivididas em
partículas menores que são os
átomos; contudo, estas novas
partículas já não apresentam
as mesmas propriedades da
substância original. Assim
subdividirmos uma molécula
de água, obteremos três
partículas, sendo duas iguais
entre si (átomos de
hidrogénio) e a terceira
diferente (átomo de
oxigénio). Concluímos que a
molécula da substância água
(H2O) é constituída por dois
átomos de hidrogénio (H) e
um de oxigénio (O).
Estrutura do átomo
Figura 1 - Representação esquemática de um átomo genérico
O átomo (a menor partícula
constituinte da matéria) é uma palavra de origem grega e significa não divisível. Este nome lhe foi
dado por ocasião da sua descoberta, quando realmente se pensava que fosse impossível dividi-lo.
Entretanto, através das modernas teorias da Física Nuclear, hoje sabemos que o átomo e
basicamente formado por três tipos de partículas elementares: electrões, protões e neutrões.
Destas, os protões e os neutrões formam a sua parte central (núcleo), ao redor da qual giram os
electrões, em altíssimas velocidades. A carga do electrão é igual à carga do protão, porém de sinal
contrário; o electrão possui carga negativa (-) e o protão carga eléctrica positiva (+). O neutrão não
possui carga eléctrica, isto e, sua carga é nula.
Num átomo, os electrões que giram ao redor do núcleo distribuem-se em várias regiões
(camadas), num total de 7. Na figura 1 temos a representação esquemática de um átomo genérico.
Todos os elementos encontrados na Natureza são formados por diferentes tipos de átomos,
diferenciados entre si pelos seus números de protões, electrões e neutrões. A Tabela 1 mostra a
constituição de alguns elementos químicos (tipos de átomos) conhecidos até hoje.
27
Analisando a Tabela, concluímos: em qualquer átomo, o número de protões contidos no
seu núcleo é igual ao número de electrões que giram ao redor dele.
Em outras palavras, a carga total do átomo é zero, pois a carga positiva dos protões é anulada pela
carga negativa dos electrões. Um átomo nesse estado está electricamente neutro, uma vez que a
soma total das cargas eléctricas é zero. Vejamos como exemplo, o elemento alumínio que, de
acordo com a Tabela possui 13 protões e 13 electrões. A sua carga total será: (+13) + (-13) = O.
Tabela I
Nome do Elemento
Hidrogénio
Hélio
carbono
Sódio
Alumínio
Silício
Cloro
Germânio
Prata
Antimônio
Tungstênio
Ouro
Mercúrio
Urânio
Símbolo Número de Número de Número de
Químico Protões
Electrões Neutrões
1
1
0
H
2
2
2
He
6
6
6
C
11
11
12
Na
13
13
14
Al
Si
14
14
15
17
17
18
Cl
32
32
41
Ge
47
47
61
Ag
51
51
71
Sb
74
74
110
W
Iões Positivos e Iões
Negativos
Um átomo, quando
electricamente neutro, poderá
ganhar (receber) ou perder
(ceder) electrões. Quando ele
ganha um ou mais electrões,
dizemos que se transforma
num ião negativo. O átomo
de Cloro (Cl) , por exemplo,
possui 17 protões e 17
electrões. Se ele receber 1
electrão, ficará com 17
protões e 18 electrões e, no
balanço total das cargas
Au
79
79
118
eléctricas teremos: (+17) + (Hg
80
80
120
18) = -1. Isto significa que o
92
92
136
átomo de Cloro não é mais
U
neutro, pois apresenta uma
carga eléctrica negativa igual à do electrão. Temos, então, um ião negativo de Cloro.
Quando um átomo perde um ou mais electrões, dizemos que ele se transforma num ião positivo.
Consideremos o átomo de Sódio (Na), que possui 11 protões e 11 electrões. No caso de perder 1
electrão, ele ficará com 11 protões e 10 electrões, resultando: (+11) + (-10) = +1, o que indica que
o átomo de Sódio não é mais neutro, já que ele apresenta uma carga eléctrica positiva, igual à do
protão. Temos assim, o ião positivo de sódio.
Camada de Valência e Electrões de Valência
Como já mencionamos, os electrões giram ao redor do núcleo em regiões (num total de 7) que
recebem o nome de camadas. Em todo átomo, a camada mais afastada do núcleo (camada externa,
figura 1), é a camada de valência, e os electrões dessa camada são chamados de electrões de
valência. Eles tem uma função muito importante pois, na maioria das vezes, são eles que
participam das reacções químicas e dos fenómenos eléctricos.
Na Tabela II ilustramos o número de electrões de valência de alguns elementos químicos. Os
átomos com 1, 2 e 3 electrões de valência têm uma certa facilidade em cedê-los, transformando se em iões positivos; o alumínio (Al), o cálcio (Ca), o Sódio (Na) ,etc., são alguns exemplos.
Os átomos com 5, 6 e 7 electrões de valência têm facilidade em ganhar electrões, transformandose em iões negativos; o fósforo (P), o oxigénio (O), o cloro (Cl), etc, estão neste caso.
Os átomos com 4 electrões de valência geralmente não ganham nem perdem electrões, é o que
ocorre com o Carbono (C), o Silício (Si), o Germânio (Ge), etc.
28
Tabela II
Nome do
Elemento
Sódio
Cálcio
Alumínio
Boro
Gálio
Índio
Carbono
Silício
Germânio
Antimônio
Arsénio
Fósforo
Oxigénio
Cloro
Ligações Químicas
Símbolo Electrões de
Químico Valência
1
Na
Ca
2
3
Al
B
3
Ga
3
In
3
C
Si
Ge
Sb
As
P
4
O
6
Cl
7
4
4
5
5
5
A maneira pela qual os átomos se unem para formar a
molécula de uma substância recebe o nome de ligação
química, ou simplesmente ligação.
Ao juntarmos um átomo de Sódio (Na) com um átomo
de Cloro (Cl), inicialmente neutros, verificamos que o
átomo de Cloro "rouba" um electrão (o de valência) do
átomo de Sódio, transformando o átomo de Cloro num ião
negativo (ganhou 1 electrão), e o de Sódio num ião positivo
(perdeu 1 electrão). Como cargas eléctricas de sinais
contrários (+ e -) se atraem, os iões de Cloro e Sódio são
atraídos entre si, formando a molécula de Cloreto de Sódio
(NaCl), vulgarmente conhecida como sal de cozinha. Este
processo recebe o nome de Ligação iónica e está representado
na figura 2.
Figura 2 - Representação esquemática da ligação iónica
Outro tipo de ligação é a que ocorre entre átomos de hidrogénio, quando eles se unem para
formar a molécula do gás Hidrogénio (H2) , onde nenhum átomo perde ou ganha electrões,
havendo apenas um "empréstimo". Um átomo empresta o seu electrão e toma emprestado o
electrão do outro, formando, assim, uma espécie de "sociedade", em que os dois átomos
"compartilham" de seus electrões. Esta é a chamada ligação covalente, que está ilustrada na figura
3.
Figura 3 - Representação esquemática da ligação covalente
A ligação covalente tem uma importância muito grande para o estudo que ora iniciamos, pois é
nela que estão as características dos materiais semicondutores utilizados na fabricação dos
dispositivos de estado sólido.
De um modo geral, todas as substâncias existentes na Natureza têm os seus átomos unidos por
um desses tipos de ligação.
João Condeço
29
CIRCUITOS VÁRIOS
Carregador de Baterias
Componentes:
Transformador 100mA
LED 5mm
Resistência de10K
Díodo 1N4001
Condensador 1000uF
Para este circuito é
necessário um
transformador do tipo de carregador de telemóveis em que a sua corrente ande a volta de 100mA.
As melhores baterias para serem carregadas por este carregador são as de telefones fixos sem fios.
Misturador de Microfones Dinâmicos
Utilizado para captar um ou mais sons de um ambiente de forma coerente. Recomenda-se que as
conexões de entrada (El, E2 e E3) e saída, sejam todas feitas com cabo blindado, evitando a
captação de ruídos e presença de zumbidos.
Misturador de Duas Entradas
Este é um circuito bem simples quando queremos
unir duas fontes de áudio numa só saída Uma de
suas qualidades é possuir um consumo bastante
pequeno O circuito deve ser instalado numa caixa
de metal para reduzir os ruídos
Componentes:
R1, R3 = ajust 10 kOhm
R2, R4 = 100 kOhm 1/4W
R5 = 6,8 kOhm ¼
C1, C2, C3 = 1uf
Q1 = 2N3819
30
Mini Amplificador
Comando Para Testar Servos
31
KIT DO MÊS – Robot Light Seeker
O
objectivo do trabalho é “construir” um pequeno robot didáctico que irá manter a mesma
intensidade de luz em 2 LDR, utilizando para se mover um pequeno motor com caixa de
redução.
Funcionamento
Nesta pequena montagem encontramos dois LDR, que se encontrarão adaptados sobre o
eixo de um motor redutor. Quando um dos LDR tiver mais intensidade de luz que o outro,
os transístores irão polarizar o motor de maneira a que este rode para a esquerda ou direita sobre
si mesmo, com o objectivo de colocar ambos os LDR com a mesma intensidade de luz. Quando os
dois LDR se encontrarem com a mesma intensidade de luz o motor se manterá em repouso.
Componentes usados
2- Resistências de 56R
2- LDR
2- LM 741
2- Transístores BC639
2- Transístores BC640
1- Condensador 0.1µF
1- Condensador 100µF
1- Motor com caixa de redução
32
PCB
Este espaço pode
ser seu.
Anuncie
gratuitamente.
Basta enviar um
e-mail para
xavielectro@sap
o.pt com o
anuncio desejado
e o seu contacto.
António Santos
33
DATABOOK – Informações de diversos IC’s
7495
7496
74107
34

Circuitos Magazine 1 à 7 7783KB Jun 20 2012 01:57:05 PM

Transcrição

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