Você que está entrando agora no mundo do Arduino, sabe quais são os principais componentes utilizados em projetos de eletrônica? Ou até mesmo os mais experientes, por acaso sabem como esses elementos funcionam? Hoje abordaremos neste post o funcionamento do resistor, led, potenciômetro e push button, componentes utilizados na grande maioria dos projetos em Arduino. Vamos lá?
Resistores são dispositivos que compõem circuitos elétricos diversos, a sua finalidade básica é a conversão de energia elétrica em energia térmica (Efeito Joule). Outra função dos resistores é a possibilidade de alterar a diferença de potencial em determinada parte do circuito, isso ocorre por conta da diminuição da corrente elétrica devido à presença do equipamento.
A compreensão desse tópico necessita que o leitor entenda primeiro o que é resistividade. Materiais condutores tem baixa resistividade enquanto resistores tem bastante resistividade. A resistividade nasce do fato de que os elétrons não percorrem um fio de maneira ordenada e organizada, na verdade, há um número inimaginável de pequenas cargas se movimentando e colidindo, porém, em média, indo para a mesma direção, e isso resulta em uma corrente elétrica. Esse princípio que acontece naturalmente em todos os materiais é utilizado também na fabricação de resistores, que são dispositivos utilizados justamente pra suprimir ainda mais a passagem de corrente através de um circuito.
O tipo de material do qual é feito o resistor também é muito importante. Resistores de fio são os mais antigos e são nada mais que um fio resistivo enrolado em um material não condutor como por exemplo, a cerâmica. Eles possuem resistência elétrica baixa, podem ser bem precisos e também podem ser ajustáveis. A desvantagem dos resistores de fio é que como eles são enrolados como uma pequena bobina, geram uma indutância que pode ser significativa em circuitos de alta frequência.
Também existem os resistores de carvão ou compostos de carbono que são construídos com uma mistura de um cerâmica não condutora e partículas finas de carbono. Embora eles apresentem uma precisão inferior, ainda são muito usados visto que nem todo circuito exige grande precisão.
Resistores de filme de carbono tem uma maior precisão do que os resistores de compostos de carbono, mas de propriedades inferiores em relação ao resistores de película metálica ou película de filme de óxido metálico. Os resistores de película metálica se parecem com os de película de carbono, mas tem uma camada de metal ao invés de uma película de carbono. Estes resistores tem uma precisão melhor e uma estabilidade térmica muito boa, gerando menos ruídos nos circuitos e por isso, são os mais utilizados em circuitos de áudio.
Quando pensamos em durabilidade, os resistores de óxido de metal são os que tem uma resistência maior à temperatura e maior confiabilidade do que os resistores de película de metal. Eles possuem a mais alta precisão disponível e estabilidade, consequentemente são mais caros que os demais resistores!
Os símbolos abaixo são usados para representar os resistores em um circuito elétrico.
É possível determinar o valor da resistência de um resistor de duas maneiras, uma utilizando equipamentos de medição de resistência, como o multímetro, e de outro modo utilizando uma tabela de cores. Para a segunda opção a identificação por meio da tabela de cores, se da através das cores contidas no corpo do resistor.
Visando uma fácil interpretação, o código de cores de resistores é analisado através de faixas, sendo cada faixa com sua função. Pode se ter códigos para resistores de 3 faixas, 4 faixas, 5 faixas e 6 faixas. Siga a tabela para os tipos de faixas, e veja um exemplo.
A 1ª faixa é sempre a que estiver mais próxima de um dos terminais do resistor.
A seguir, a explicação de como identificar o valor da resistência a partir do número de faixas:
3 faixas:
1ª Faixa: mostra o primeiro algarismo do valor da resistência.
2ª Faixa: mostra o segundo algarismo da resistência.
3ª Faixa: mostra quantos zeros devem ser adicionados a resistência.
4 faixas:
4ª Faixa: mostra a tolerância que o componente terá.
5 faixas:
3ª Faixa: mostra o terceiro algarismo da resistência.
4ª Faixa: mostra quantos zeros devem ser adicionados a resistência.
5ª Faixa: mostra a tolerância que o componente terá.
6 faixas:
6ª Faixa: mostra o coeficiente de temperatura.
A palavra LED vem do inglês Light Emitting Diode, que significa Diodo Emissor de Luz. O LED é um componente eletrônico semicondutor, composto de cristal semicondutor de silício ou germânio. O LED possui a mesma tecnologia usada em chips de computadores, que possuem a capacidade de transformar energia em luz.
A transformação de energia elétrica em luz que os LEDs possuem é diferente da transformação que as lâmpadas incandescentes fazem. Lâmpadas incandescentes convencionais utilizam um filamento metálico, enquanto que nos LEDs essa transformação é feita em matéria, sendo chamada de estado sólido. Nas lâmpadas incandescentes, o filamento de metal é colocado no seu interior, este mesmo filamento se aquece na passagem de corrente elétrica. Os átomos tem seu grau de agitamento de tal forma aumentado que ocorre a emissão de luz. No LED, a emissão de luz acontece quando a corrente elétrica percorre o material de junção PN (diodo semicondutor), emitindo radiação infravermelha. O componente mais importante de um LED é o chip semicondutor, responsável pela geração de luz, este chip possui dimensões muito reduzidas, menor do que o tamanho de um LED convencional, cerca de 0,5 mm.
LED.
Crédito – AKARI.
O LED é um componente bipolar, possui dois terminais chamados de ânodo e catodo, os quais determinam ou não a polarização do LED, ou seja, a forma a qual está polarizado determina a passagem ou não de corrente elétrica, esta ocasionando a ocorrência de luz. A polarização que permite a emissão de luz pelo LED é o terminal anodo no positivo e o catodo no negativo, para identificar qual dos terminais é o ânodo e qual é o catodo, basta observar o tamanho dos terminais. A “perninha” maior do LED é o ânodo, e a menor é o catodo.
Potenciômetro é um componente eletrônico que cria uma limitação para o fluxo de corrente elétrica que passa por ele, e essa limitação pode ser ajustada manualmente, podendo ser aumentada ou diminuída. Os potenciômetros e o resistores tem essa finalidade de limitar o fluxo de corrente elétrica em um circuito, a diferença é que o potenciômetro pode ter sua resistência ajustada e o resistor comum não pode pois ele possui um valor de resistência fixo.
O potenciômetro consiste em um elemento resistivo, chamado de “pista”, ou “trilha”, e de um cursor móvel, que se movimenta ao longo de um eixo, rotatório ou linear. De acordo com a posição desse cursor ao longo do eixo, a resistência obtida será diferente, dentro de certos limites característicos do componente em questão.
Potenciômetro.
Crédito – USP.
Existem comercialmente, potenciômetros confeccionados com substrato em Fio e Carvão condutivo, a depender da corrente elétrica que circula nestes. Há potenciômetros cujo giro é de 270 graus e outros de maior precisão chamados multivoltas.
Push Button é um dispositivo desenvolvido para fechar ou abrir um circuito eletrônico quando o botão é pressionado, retornando a posição normal quando é solto.
O botão de pressão elétrico tem o mesmo funcionamento elétrico que o interruptor elétrico, fechando ou abrindo o circuito elétrico; a principal distinção entre os dois é a de que a força para acionar um botão é sempre exercida no mesmo sentido enquanto que a força para acionar um interruptor varia em função do estado atual e do estado pretendido.
Push Button.
Crédito – Kit de Eletrônica.
O botão mecânico também segue esta definição, distinguindo-se assim de outros mecanismos de atuação como por exemplo a manivela e a alavanca, mesmo quanto estes têm a mesma finalidade prática.
Muitas vezes o botão de pressão inclui um mecanismo para que volte ao estado de repouso quando a força de atuação seja removida. Este tipo de botão, quando no seu estado de repouso, pode ter os seus contatos abertos – designado por NA (normalmente aberto) – ou pode ter os seus contatos fechados – designado por NF (normalmente fechado). Por vezes a nomenclatura usa NO e NC do inglês normally open e normally closed.
Agora que sabemos da teoria, vamos colocar nossos conhecimentos em prática! Faremos aqui um projeto utilizando todos os componentes abordados neste post. Basicamente, o projeto consiste em acender dois LEDs apertando um push button. Um dos LEDs será conectado a um resistor, portanto a intensidade de sua luz será constante, porém o segundo LED será conectado a um potenciômetro, e a intensidade de sua luz poderá ser alterada. Vamos lá!
O diagrama abaixo representa a montagem do projeto:
Note que enquanto um dos LEDs está conectado a um resistor comum, o outro está conectado ao potenciômetro. Isso significa que o primeiro LED terá uma intensidade de luz constante, enquanto o outro poderá ter sua luminosidade alterada.
O código utilizado nesse projeto é o seguinte:
#define push 2 // Definição de quais portas serão usadas
#define led1 3
#define led2 4
bool estado = 0; // Variável utilizada para saber qual estado do botão
bool aceso = 0; // Variável utilizada para saber qual o estado dos leds, acesos ou apagados
void setup() {
pinMode(push, INPUT); // Declaração de portas
pinMode(led1, OUTPUT);
pinMode(led2, OUTPUT);
}
void loop() {
bool botao = digitalRead(push); // Lê o push button
if(botao != estado && botao == 1){ // Se o botão for apertado...
estado = 1; // O estado do botão muda para 1 (pressionado)
if(aceso == 0){ // Se os leds estiverem apagados...
digitalWrite(led1, HIGH); // Os dois leds são acesos
digitalWrite(led2, HIGH);
aceso = 1; // O estado dos leds muda para 1 (aceso)
}
else{ // Se os leds já estiverem acesos...
digitalWrite(led1, LOW); // Eles são apagados
digitalWrite(led2, LOW);
aceso = 0; // O estado dos leds muda para 0 (apagado)
}
}
if(botao != estado && botao == 0){ // Se o botão deixar de ser pressionado...
estado = 0; // Seu estado muda para 0 (não pressionado)
}
}
O código acima é autoexplicativo, mas acho válido resumi-lo aqui. Basicamente, ele consiste em fazer com que os LEDs se acendam quando o botão é pressionado, e se apaguem quando ele é apertado novamente.
Projeto montado, código carregado, agora é só botar pra rodar!
E aí, agora que já conhece quais os principais componentes utilizados em projetos de Arduino, que tal colocar esse conhecimento em prática? Acesse no blog e descubra mais projetos fascinantes, basta clicar aqui.
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