Como fazer um circuito de lâmpadas sequenciais de LED

Escrito por douglas quaid | Traduzido por lucas calazans
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Como fazer um circuito de lâmpadas sequenciais de LED
LEDs requerem baixa tensão e corrente, por isso são ideais para sistemas digitais (LED image by URIO from Fotolia.com)

É relativamente fácil fazer uma fileira de LEDs que piscam em sequência utilizando eletrônicos digitais simples. Não se assuste com a palavra "digital": este projeto não requer nenhuma programação, apenas um par de chips comuns de lógica que custa poucos centavos. Você usará um chip chamado de "inversor" para criar um oscilador simples e usar o oscilador para comandar um chip chamado de "contador", que acende os LEDs sucessivamente. Como com qualquer projeto em eletrônica, existem outras maneiras para fazer isso, mas esta é uma solução bastante simples, que usa o mínimo de peças.

Nível de dificuldade:
Moderadamente fácil

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O que você precisa?

  • Protótipo de placa de ensaio
  • Inversor de CI para disparador Schmitt (um chip; "CI" entende-se por "circuito integrado")
  • Resistências variadas, capacitores e fios
  • Descascadores de fios
  • CI para contador
  • LEDs
  • Bateria de 9V
  • Conector para bateria 9V

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Instruções

  1. 1

    Insira os CIs na placa de ensaio. Essa placa é um dispositivo que faz com que seja fácil construir circuitos de protótipos. É uma rede de pequenos buracos sobre uma base de cobre. Todos os furos de cada coluna são ligados eletricamente e as colunas são isoladas umas das outras. Em cada extremidade da placa de montagem há duas filas de orifícios, que são separados das colunas. A prática comum é a utilização de uma das linhas para a tensão de energia positiva e a outra linha para aterrar. Dessa forma, tudo o que precisa ser conectado à energia ou aterrado pode apenas ser ligado à linha apropriada. A linha no centro da placa de ensaio divide em duas seções. Conecte os CIs à placa de montagem, encaixando a linha central de cada CI sobre a linha de centro. Tendo cuidado para não dobrar os pinos e empurre os chips firmemente contra a placa, de forma que se encaixam nos furos. Dessa forma, cada pino de cada chip terá sua própria coluna de buracos.

  2. 2

    Conecte a tensão de energia e os pinos de aterramento no chip inversor à alimentação e as linhas do aterramento na placa, respectivamente. Consulte a folha de dados do inversor para o diagrama de pinos. O diagrama mostrará quais os pinos são de energia e de aterramento e quais são de entrada e saída para cada seção do inversor.

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    Transforme uma das seções do inversor em um oscilador ligando a entrada ao aterramento através de um capacitor e, em seguida, conecte a saída à entrada através de uma resistência. O CI do inversor na verdade inclui vários conversores, cada um com sua própria entrada e saída. Um inversor converte uma entrada digital da seguinte forma: se a entrada for baixa, a saída é alta, e vice-versa. A resistência e o capacitor trabalham juntos para manter o conversão alternada do inversor, criando um oscilador. Ligue um componente a um pino do CI, ligando um dos fios do componente em um buraco na placa na mesma coluna do pino.

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    Conecte corretamente a fonte de energia e o aterramento ao chip contador. Novamente, consulte a folha de dados para o diagrama de pinos e a descrição.

  5. 5

    Conecte a saída do oscilador do inversor para a entrada do contador.

  6. 6

    Conecte cada saída do contador no ânodo de um LED. Quando o contador gerar um pulso em uma saída, o LED conectado a essa saída acenderá.

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    Calcule o valor da resistência que você precisa para os LEDs usando a lei de Ohm. Procure na folha de dados do LED pela tensão e a corrente que são passadas por ele. Subtraia essa tensão do LED da tensão de alimentação do circuito para obter a queda de voltagem através da resistência. Se estiver usando uma bateria de 9 volts, a tensão de alimentação será igual. Divida esse valor pela corrente do LED (em ampères, não miliamperes) para obter o valor mínimo da resistência em ohms. As resistências vêm em valores padrão, então use o próximo valor mais alto disponível. Se não tiver a documentação do LED disponível, 2 volts e 0,02 ampères (20 mA) é uma boa aproximação. Se estiver em dúvida, qualquer resistência entre cerca de 400 e 1000 ohms deve entrar na aproximação. Valores mais baixos tornarão os LEDs mais brilhantes, mas se a resistência for muito baixa os LEDs queimarão.

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    Conecte o cátodo de cada LED no aterramento por meio de uma resistência com o valor calculado no passo anterior.

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    Conecte o conector da bateria na placa. Ele deve ter dois fios saindo dele, um vermelho e um preto. O vermelho é a tensão positiva e o preto é o terra. Conecte o fio vermelho na linha da placa que deseja usar para a tensão de alimentação e ligue o fio preto na linha que você está usando para o aterramento. Ligue a bateria no conector e observe os LEDs piscando.

Dicas & Advertências

  • Folhas de dados para qualquer chip ("circuito integrado", ou "CI") estão disponíveis gratuitamente on-line no site do fabricante e dos fornecedores. A ficha de dados fornece todos os detalhes relevantes que você precisará para usar um CI.
  • Use um tipo especial de inversor chamado de "inversor para disparador Schmitt". Um disparador Schmitt é uma espécie de filtro que suaviza a ação do inversor. O simples oscilador do resistor-capacitor utilizado neste projeto funcionará apenas com um dispositivo desses, não com um inversor regular. Eles estão amplamente disponíveis em CIs, com um pacote de várias seções do inversor em um único chip.
  • O valor da resistência e capacitor no oscilador controla a frequência. Quanto maiores os valores, mais lento será o oscilador. Experimente diferentes combinações de componentes para encontrar a velocidade desejada. Você poderá fazer a velocidade variável substituindo o resistor com um potenciômetro. Um potenciômetro é um resistor variável com um botão que se pode ligar, para controlá-lo. Ele possui três terminais e, rodando o botão, altera-se a resistência entre o terminal central e os dois do lado exterior. Conecte uma espécie de válvula central do potenciômetro à entrada do inversor e o terminal da direita na saída do inversor.
  • Conecte o ciclo dos CIs nas saídas cada vez que houver um pulso na entrada. Para este projeto, recomenda-se um conector de dez saídas. Cada vez que receber um impulso na entrada (a partir do oscilador), ele envia um pulso a partir de uma saída sucessiva e retorna para a primeira saída a cada dez pulsos de entrada.
  • Capacitores eletrolíticos são polarizados. Ao utilizar um desses, o cátodo (marcado com um símbolo "-" na caixa) deve se conectar ao terra. Inverter a polarização de um capacitor eletrolítico irá danificá-lo.

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