Revista piclistbr maio2009

Construindo uma Sonda Lógica
Layout de Placa de Circuito Impresso
Medidor da E.S.R. de Capacitores
Osciloscópio LCD e Capacímetro
Lâmpada de LEDs
Automação Industrial
Controle de Qualidade na Indústria
Tabelas úteis e muito mais...
A Fonte de Instrumentos
SPICLI TBR
e o i
Ent nda o c nce to
oe acompanhe projeto
s spa so a pa so

PICLISTBR
REVISTA PICLISTBR
PRIMEIRA EDIÇÃO
MAIO 2009
Eletrônica ° Eletricidade ° Mecânica
Microcontroladores  ° Comunicação
Wireless ° Projetos ° Bancada
Equipamentos ° Ferramentas
Hardware ° Software
Artigos e comentários dos membros integrantes do grupo PICLISTBR  http://groups.google.com/group/piclistbr/?hl=pt‐BR

ESTAMOS DE PARABÉNS.
Finalmente nasceu a esperada
Revista PICLISTBR, com esforço e
colaboração de muitos do grupo
PICLISTBR, que existe há diversos
anos como Lista de Distribuição de
Emails sobre Eletrônica na Internet.
A função dessa revista é promover a
difusão da técnica, conhecimento,
método e instrução. O surgimento dessa revista não podia deixar de
ser, visto a concentração de enorme conhecimento e capacidade
técnica nesse grupo. A participação de todos é voluntária e sem fins
lucrativos, assim sendo não é nossa intenção infringir nenhum direito
autoral, caso isso ocorra pedimos sinceras desculpas.
Nesta Edição

Nossas Gavetas ....................................................... 1
Direto da China ....................................................... 1
Quente Quente Quente ........................................... 2
Construindo uma Sonda Lógica ............................... 3
Layout de PCI .......................................................... 4
Um Medidor de ESR para Capacitores ..................... 4
Oportunidades Internacionais ................................. 7
Lâmpada de LEDs .................................................... 9
Entrevista ‐ Controle de Qualidade na Indústria ..... 13
Automação Industrial ............................................. 14
Fonte de Instrumentos PICLISTBR ........................... 15
Tabela PICLISTBR ‐ Fornecedores ............................ 18
Tabela PICLISTBR ‐ ASCII .................................... 19‐20

Capa da Revista: Reginaldo Duarte
Revisão: Carmo Munhoz e Rubio
Seja você também um autor de matérias dessa revista e concorra a
prêmios de reconhecimento dos leitores. A cada 6 edições faremos
uma votação popular das melhores matérias e os autores receberão
um prêmio surpresa.  Anualmente votaremos a melhor matéria do
ano, com um prêmio ainda mais especial.
As matérias poderão ter de meia a seis páginas, abranger a área
técnica eletrônica que poderão ser: análise de circuitos, projetos e
construções eletrônicas, uso de ferramentas, pequenas ferramentas
produzidas em casa, entrevista com profissional da área, dicas e
macetes, técnica de medição e produção, novidades em eletrônicas
e tecnologia, software, hardware, experiências, soluções, etc.
Participe Já.
Envie seu material para revistapiclistbr@googlegroups.com.
Nessa primeira edição estamos realmente
inaugurando algo que não sabemos fazer direito,
mas prometemos melhorar a cada nova
publicação. Tentaremos manter nessa revista um
resumo do que foi discutido no grupo desde a
última edição, bem como novos assuntos,
projetos, circuitos, kits, construções, aulas,
dicas, tabelas, etc. Participe !!!
A Revista PICLISTBR é editada e produzida por membros do grupo PICLISTBR,
lista de distribuição de emails existente no googlegroups, URL:
http://groups.google.com/group/piclistbr/?hl=pt‐BR, para entrar em
contato conosco ou enviar matéria a ser publicada na revista, envie email
para revistapiclistbr@googlegroups.com.   Ano 1 ‐ Volume 1 – Maio de 2009.

NOSSAS GAVETAS
Por Wagner Lipnharski – Orlando Florida.

Abrindo as gavetas, percebemos a
quantidade de objetos que
guardamos ao longo dos anos. Do
fundo da gaveta surgem coisas
esquecidas, que foram muito
importantes para não jogarmos fora na última limpeza. Existe um
pouco de tudo e obviamente aquela lente de óculos ali solta junta à
caixa vazia, o pedaço de cortiça e os 32 parafusos, devem ter tido
uma importância muito grande, mas é claro que não mais lembramos
o motivo de estarem ali, nem quando foi isso. Esse emaranhado de
coisas causa certo desconforto ao buscar o lápis, a régua, mas nos
acostumamos a elas.
Da mesma forma também guardamos coisas nesse baú invisível que
arrastamos durante a vida, desde rancores, manias, vícios,
teimosias, etc., e que não sabemos ao certo o motivo de estarem ali
e por que convivem conosco no dia-a-dia e influenciam tanto a nossa
vida. Também nos acostumamos a elas.
De vez em quando limpamos as gavetas da mesa. Deveríamos
aproveitar e também limpar esse baú invisível, jogar fora os
entulhos e transtornos, abrir espaço, ventilar, reciclar.
A criação dessa revista é uma forma de reciclar, é uma revolução,
estamos organizando o comportamento técnico-científico do grupo,
dando forma e conteúdo. Apesar da concorrência torcendo contra,
crescemos, ganhamos espaço e uma identidade cada vez maior e
melhor. Com certeza demos um passo à frente.

DIRETO DA CHINA
Por Wagner Lipnharski – Orlando Florida.

Hoje a Internet e o cartão de crédito
nos permitem comprar de todo canto do
mundo, na verdade inclusive do outro
lado do planeta, da China. Muitas lojas
virtuais vendem de tudo, por preços
imbatíveis. Compram-se de tudo, desde

2

componentes eletrônicos, placas de PC, memórias, equipamentos,
até óculos, relógios, bolsas, vestuário, utensílios, eletrodomésticos.
Algumas dessas lojas virtuais, também existentes no eBay, são sérias
e realmente entregam o produto vendido, porém o vendedor não
tem bom conhecimento técnico a respeito do produto, e você pode
acabar comprando gato por lebre. Na prática, a maioria dessas lojas
virtuais aceita devolver o seu dinheiro em caso de insatisfação com o
produto, mas elas exigem que você retorne o produto bem embalado
e o frete correndo por sua conta e custo. Como na maioria das vezes
o frete custa o mesmo ou mais que o preço do produto, você acaba
ficando com o gato, e passa a chamá-lo de lebre.
Comprar da China no Brasil é importar, e quando o pacote entra no
Brasil pode haver taxa de importação. Como regra geral considere
que irá pagar entre 60 e 80% de impostos sobre o valor do produto
importado. Normalmente a taxa é calculada sobre o valor da nota
fiscal (invoice) que acompanha a mercadoria. Pode ocorrer que, com
um pouco de sorte, a sua compra seja entregue sem esta taxa.
Mais à frente nessa edição leia sobre um acordo comercial que eu fiz
com um desses fabricantes e que permitirá trazer para o grupo
produtos chineses, por preços convidativos. Exemplo: Osciloscópio
LCD.
A seguir uma lista de locais onde nossos colegas do grupo já
compraram via Internet, sem nenhum desabono, preço e entrega
razoável.
Os seguintes URLs foram enviados pelo Carmo Munhoz
Lojas que receberam uma estrelinha dos colegas da lista
www.sureelectronics.net
www.dealextreme.com
www.chinavasion.com
www.gainexpress.com
Lojas apenas citadas
www.kaidomain.com
www.focalprice.com
www.dhgate.com
www.lightinthebox.com
www.mymemory.co.uk (memory Keys)
Lojas que oferecem outros produtos que não sejam eletrônicos
www.play-asia.com (jogos)
www.eastbay.com (tênis e roupas)
www.fragrancex.com (perfumes)
www.finishline.com (tênis)
www.secondspin.com
www.eastbay.com
■
QUENTE QUENTE QUENTE
A ÚLTIMA NOTÍCIA DESTA SEMANA
Por MAK.
Com a tecnologia, teclado pode assumir diferentes layouts
dependendo da posição
Por Rodrigo Martin de Macedo - www.geek.com.br
A Samsung anunciou Alias 2, um celular que faz uso de uma tela e-
ink, semelhante às empregadas em leitores de livros digitais, os
chamados e-books. Segundo o site The Register, e ao contrário do
que se pensa, a tecnologia não será utilizada na tela do dispositivo,
mas sim em seu teclado, que permitirá que o
Alias 2 assuma diferentes layouts de acordo
com a posição em que estiver sendo
segurado.
Na posição vertical, as teclas mostrarão os
números para a digitação do telefone. Na
horizontal, o telefone presumirá que seu
usuário pretende navegar ou digitar um
texto e então mostrará um teclado
alfabético.
O Alias 2 terá tela de 2,6 polegadas, virá
equipado com uma câmera digital de 2
megapixels com suporte a zoom digital e
captura de vídeo. Compreenderá
arquivos AAC e MP3 gravados em cartões
microSD, e terá conectividade Bluetooth 2.0
e 3G.
Sua bateria será capaz de render 14 dias em
modo de espera. O aparelho já está sendo
vendido nos Estados Unidos por US$ 80.
Um equipamento similar usando electronic
Ink é o teclado de PC com teclas
visualmente programáveis, veja:
www.artlebedev.com/everything/optimus

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SONDA LÓGICA
Daniel José Viana
e-mail: danjovic@vespanet.com.br
Introdução
No desenvolvimento de circuitos digitais, sejam eles discretos,
baseados em 'chips' lógicos, ou programáveis, baseados em
microcontroladores, é necessário verificar o nível lógico dos pinos.
Para isso existe a Sonda Lógica. As tradicionais possuem LEDs para
indicar sinais de níveis alto e baixo. É comum haver um terceiro LED
para indicar a presença de sinais pulsantes.
Funcionamento
Indicação de pulso
As sondas lógicas tradicionais utilizam um monoestável para 'alongar'
o tempo do pulso que recebem na entrada, de forma a tornar visíveis
pulsos de curta duração. Isso só funciona bem se os pulsos forem
repetitivos, e se o intervalo entre dois pulsos for relativamente
curto, pois, de outra forma, a variação de brilho do LED de indicação
de pulso será imperceptível.
A sonda aqui apresentada utiliza um contador binário em vez do
monoestável. Assim, a cada transição positiva na ponta de prova, o
contador IC2 recebe um pulso negativo, fazendo a contagem
avançar. Apesar da simplicidade, este recurso possui grande
utilidade, pois permite observar a presença de pulsos de qualquer
duração ou periodicidade (frequência). A maior vantagem de utilizar
um contador é a possibilidade de detectar 'glitches' pela simples
observação do avanço da contagem binária (um 'glitch' é um pulso
indesejável de curta duração, que ocorre, por exemplo, em circuitos
decodificadores e normalmente é difícil de ser observado, mesmo
com um osciloscópio). Sempre que um pulso espúrio ocorrer, a
contagem vai avançar mais do que o que era esperado.
Indicação de nível 1
Se a ponta de prova estiver em nível zero ou flutuando, o transistor
Q1 estará cortado, e o nível lógico nas entradas de IC1A será zero,
devido ao resistor R6. Quando a tensão na ponta de prova ultrapassa
2,1 Volts, o nível na entrada de IC1 passa a ser alto fazendo com que
a saída caia a nível zero, acendendo então o LED verde.
Indicação de nível 0
Se a ponta de prova estiver em nível alto ou flutuando, o diodo D1
estará cortado, e o nível lógico nas entradas de IC1C é alto, devido à
estrutura interna dos chips TTL. Quando tensão na ponta de prova
cai abaixo de 0,2 Volts, o diodo conduz e o nível na entrada de IC1C
passa a ser zero, fazendo com que a saída de IC1D caia a nível zero,
acendendo o LED vermelho.
Montagem
O circuito foi montado numa caixa de balas 'tic tac'. A altura desta
caixa é suficiente para montar os CIs com soquetes, o que facilita
manutenção e substituição dos chips em caso de queima.
A ponta de prova foi feita com um fio rígido
limado na ponta, para ficar pontiaguda.

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LAYOUT DE P.C.I. ‐ PARTE 1

Felipe Leone da Costa Mattos
10 anos de experiência como Projetista de Hardware
e Técnico em Eletrônica. Especialização em projeto
e desenho de Circuitos Impressos.

Em inúmeras oportunidades podemos pensar que a simples ligação
de todos os componentes conforme um determinado esquema
elétrico é o suficiente para funcionar um circuito, o que nem sempre
é verdade. Com a aplicação de circuitos cada vez mais velozes,
montagens cada vez mais compactas e com a alimentação crítica, a
placa de circuito impresso deixou de ser apenas um suporte para os
componentes, assumindo um papel vital no bom desempenho dos
equipamentos eletrônicos. Essa série de pequenos artigos visa
orientar os técnicos, hobbistas, amadores ou profissionais menos
experientes no projeto e desenho de placas de circuito impresso.
Introdução
No início da produção em massa de equipamentos eletrônicos, no
período pré segunda guerra, a simplicidade dos circuitos, aliados à
necessidade de custos baixos de fabricação, exigia projetar uma
placa instalando todos os componentes de um só lado da placa, e
usar um traçado que permitisse ligar todo o circuito corretamente
usando uma única camada de cobre. Com o passar dos anos, a
evolução dos circuitos em velocidade, manipulação de sinais de
baixa intensidade, alta frequência, rápidos períodos de transição de
estado lógico ou ainda, o controle de cargas de alta potência, fez
com que as placas passassem a ser consideradas um componente
importante do circuito, influenciando com suas características de
indutância, capacitância e resistência. A PCI pode fazer parte do
sucesso ou do fracasso de um projeto, dependendo da maneira como
foi concebida.
A importância do diagrama esquemático
Antes de começarmos a projetar a placa de nosso novo projeto,
devemos ter em mãos um diagrama ou esquema elétrico mais
detalhado possível, bem documentado, de forma clara e objetiva.
Isso parece óbvio, mas muitas pessoas iniciam um projeto com o
esquema elétrico desenhado só na cabeça, ou em blocos desenhados
em papéis dispersos, sem as informações centralizadas e
formatadas. Isso é o começo ideal para termos uma placa que pode
nunca funcionar direito, ou que exigirá revisões e adaptações para
ser corretamente montada.
Uma PCI é uma versão manufaturada de seu esquema elétrico, logo,
se o seu esquema elétrico for claro, com uma disposição lógica e
bem detalhada, a tarefa de se desenhar a placa se torna mais clara,
rápida e muito menos dolorosa.
Não economize nas anotações sobre desacoplamentos, roteamento
de sinais críticos e corrente que irá circular em determinado ponto.
Desenhe seu esquema já com a PCI em mente! Inclua na sua
documentação uma lista de materiais completa, de forma a
encontrar os encapsulamentos corretos para todos os componentes
antes de começar o lay-out.
Não é o objetivo desse artigo aprofundar muito nas técnicas de
desenho de esquemas elétricos, devendo este tema ser tratado numa
futura série de artigos.
Sistemas de medidas: Milímetros X Polegadas
Apesar de o sistema métrico ser adotado como um padrão para
desenhos e projetos na maioria dos países, quando falamos de
circuitos impressos nos deparamos sempre com medidas em
polegadas, dado o fato que, ainda hoje, a grande maioria dos
componentes eletrônicos é construída com base nesse sistema de
medidas; portanto, desenhar uma placa recusando-se a adotar o
sistema imperial pode ser tornar uma tarefa dura de ser cumprida.
Isso não significa que, por outro lado, tenhamos que utilizar somente
o sistema imperial para fazer um lay-out. O mais eficiente é, sem
dúvida, fazer o uso dos dois sistemas num mesmo trabalho. Eu por
exemplo, adoto o sistema imperial para rotear as trilhas da placa e
determinar a largura das mesmas, além de desenhar a maioria dos
componentes e posicioná-los, enquanto uso o sistema métrico para
detalhes de fabricação, como medidas externas, rasgos e furos. Os
fabricantes de placas mantêm em sua linha de produção medidas de
brocas e fresas em milímetros. Por outro lado, existem cada vez
mais componentes SMD que são construídos em milímetros, como
resistores, capacitors e circuitos integrados. Isso nos obriga, em
alguns casos, a utilizar os dois sistemas de medidas até mesmo para
rotear a placa, como no caso de circuitos que usam BGA´s na sua
montagem.
Um termo que usaremos daqui para frente será a palavra “mil”, que
significa milésimo de polegada. Por exemplo, você verá muitas vezes
medidas estranhas em um datasheet, como, por exemplo, uma
distância entre pinos de 1.27 mm, ou 50 mils. Portanto, atenção
para não confundir mils com milímetros. Outro termo utilizado entre
designers de placas para milésimos de polegadas é “thou”.
Um thou equivale a um mil, que equivale a um milésimo de
polegada. Com o passar do tempo essas conversões se tornam muito
mais simples do que à primeira vista.
Fórmula para conversão de mils em milímetros
X mm = Y mils * 0,0254
Ex:
200 mils * 0,0254 = 5,08 mm
10,16 mm / 0,0254 = 400 mils
Por essa edição, ficamos por aqui. No próximo artigo da série,
iremos tratar sobre diferentes tecnologias de PCI´S, posicionamento
de componentes e sua influência no desempenho da PCI.
■

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MEDIDOR E.S.R. DE CAPACITORES
Por Luciano Sturaro – PY2BBS
Só quem já apanhou de fonte chaveada, sabe o quanto é importante
o valor baixo da ESR dos capacitores eletrolíticos, principalmente os
de filtragem na retificação em alta-frequência. Não só as fontes
chaveadas sofrem do problema com capacitores com ESR elevada.
Basta olhar a quantidade de placas-mãe de PC que aparecem com os
capacitores estufados ou mesmo estourados, devido ao aumento da
ESR dos capacitores.
Mas afinal o que vem a ser essa tal de ESR?
ESR quer dizer: “Equivalent Serie Resistance”
Todos os capacitores têm certa resistência à passagem da corrente
alternada. ESR é a soma de todas as resistências internas de um
capacitor medido em Ohms. Um capacitor ideal teria ZERO ohms
ESR. A partir da figura abaixo você pode ver um resistor em série
com o "CAPACITOR IDEAL". O valor dessa resistência é chamado ESR.
Os capacitores eletrolíticos têm uma tendência de aumentar sua ESR
devido à secagem de seu eletrólito ou corrosão. A alta ESR é um
problema freqüente em circuitos eletrônicos. Um aumento de 1 ou 2
ohms da ESR pode causar vários problemas.
Em condições normais a ESR tem um valor muito baixo, que se
mantêm durante muitos anos, quando o capacitor é de boa
qualidade e não apresenta vazamentos em seu selo de borracha, o
que causa entrada de ar e secamento do eletrólito, aumentando
rapidamente a ESR. Mais sobre a ESR:
http://wiki.xtronics.com/index.php/Capacitors_and_ESR
Há muito que procuro um circuito simples para medir a ESR. Já me
utilizei da técnica de medição com o osciloscópio e gerador de
funções, mas é muito trabalhosa. O ideal é que o equipamento fosse
portátil e possa ser transportado para qualquer canto da bancada.
Soluções simples e práticas existem, como a da AnaTek corp. Porem
seu preço é bem proibitivo.
Capacitor Wizard Analog ESR meter - Analógico. Mede de 0 a 30 Ohms,
frequencia de teste 100kHz. Preço: $189,00
Blue ESR Meter - Digital. Mede de 0.01a 99 ohms, frequencia de teste não
informada. Preço $119,00
Atlas ESR60 - Digital, mede de 0.01 a 20 ohms, frequencia de teste não
informada. Preço $129,00
EVB ESR Meter - Digital, mede de 0.01 a 99 ohms, frequencia de teste não
informada. Preço53€ (somente em Portugal)
ESR-micro v3.1 - Digital, mede de 0.01 a 100 ohms, frequencia de teste não
informada. Preço 1350 rub (Rússia)
Depois de procurar por algum tempo topei com este circuito bem
simples (http://ludens.cl/Electron/esr/esr.html) e funcional de
autoria do Manfred Mornhinweg, XQ2FOD. Depois de montar uma
prova no protoboard e certificar o excelente funcionamento, e
montar meu medidor, resolvi aplicar uma pequena melhoria. Uma
chave para ampliar a sensibilidade da escala já que valores abaixo
de 1R ficam muito comprimidos no começo da escala. Então uma
escala ampliada facilita bem a leitura abaixo destes valores.
Outra modificação foi substituir o TL062, o qual não encontrei no
comercio local por um TLC272, que também funcionou
perfeitamente.
Depois de acertados os valores do resistor de ganho do amplificador
para o VU, já que usei um instrumento menos sensível (200uA), e por
fim acrescentei um sistema de proteção a entrada, para descarregar
algum capacitor que por ventura esteja com carga. Os dois diodos
1N4007 servem para curto-circuitar o capacitor, independente de
sua polaridade, e resíduo de 0,7V que restará devido à queda de
tensão nas junções dos diodos serão absorvidos pelo resistor R6 e o
secundário do transformador. O resultado obtido esta no esquema na
próxima página.
Aproveitando o pequeno tamanho do
circuito, resolvi montá-lo em um
multímetro de baixo custo (R$12,00 no
camelô). Toda a parte interna do
multímetro foi removida, de modo a
sobrar espaço para acomodar a pequena
placa de circuito impresso e a bateria de
9V.
O pequeno transformador, foi enrolado
em um núcleo aproveitado de um
transformador driver de saída horizontal
de um velho monitor de vídeo CGA.
Foram 400 espiras no primário e 20 no
secundário de fio 32AWG. Esta placa
ainda não estava com a chave de
expansão, e o trimpot foi trocado
posteriormente por um multi-
voltas, para maior facilidade no
ajuste.
Vista da plaquinha lado dos
componentes.
Abaixo a plaquinha já
devidamente acomodada em
seu lugar. A placa original do
multímetro foi serrada de
forma a aproveitar o encaixe
das ponteiras de prova.
Abaixo a caixinha fechada. A
chave rotativa teve que cair
fora, pois não caberia a
bateria. Para tapar o buraco da
chave rotativa, recortei um
pedaço do plástico da capa de
um disquete de 3 1/2. Ficou
perfeito! O medidor já
totalmente acabado, e com a
escala do VU feita no Corel
Draw. A chave da esquerda (na
lateral) é a liga/desliga e a da
direita a seleção da escala
utilizada.
Por fim um close-up da escala, impressa em papel fotográfico em
uma impressora jato de tinta. Qualquer semelhança com o VU do
medidor da AnaTek é mera inspiração.

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Maiores informações sobre esse medidor, incluindo layout do display
no meu website:
http://www.py2bbs.qsl.br/esr_meter.php
Especial para a Revista PICLISTBR: Um BMP em 800DPI da minha
escala poderá ser baixado no seguinte link:
http://groups.google.com/group/revistapiclistbr/web/esr.zip
Esta escala é adequada ao VU que utilizei. Se o seu VU for muito
diferente esta escala pode não coincidir os valores, mas ela servirá
como referencia para você desenhar a sua própria escala.
Abaixo, o circuito esquemático, a escala e o instrumento terminado.
COMÉDIA ‐ FÍSICA – “Boiling Point”

Quem nunca cuspiu um papelzinho?

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OPORTUNIDADES INTERNACIONAIS
Por Wagner Lipnharski – Orlando Florida
Devido a minha empresa Americana estar estabelecida no Mercado
desde 1998, fica bem mais fácil fechar acordos de representação de
produtos com empresas internacionais, principalmente em caso de
pequenas empresas em crescimento. Como tal, a UST Research Inc.,
está agora também representando produtos eletrônicos da área de
ferramentas, testadores e equipamentos de medição, monitoração,
aferição, etc. Um novo website da USTR estará disponível em breve.
Durante os últimos meses, fechei acordos internacionais de
representação de fornecedores Chineses, Russos e Indianos, para os
Estados Unidos e também para o Brasil. Ainda este mês estou
viajando para o Brasil para, se possível, organizar um centro de
distribuição física de tais produtos diretamente dentro do Brasil.
Tais representações trazem bons produtos e preços. Como
representante, eu tenho bons descontos quando comprando em
quantidade de 30 ou mais unidades. Estes descontos poderão ser
repassados ao grupo PICLISTBR quando comprando em quantidade e
na forma de “mutirões”. Entretanto se a intenção é comprar em
quantidade para revender, entre em contato para negociar.
OSCILOSCÓPIO LCD
Um desses acordos disponibilizou o Osciloscópio LCD tanto discutido
nos emails do grupo. O fabricante oferece o osciloscópio em duas
versões: montado US$49 ou em Kit US$33. O frete para o Brasil é de
US$30 para os primeiros 500g e US$10 para cada 500g adicional. O
frete da China para os Estados Unidos é mais em conta e consigo tais
aparelhos por um desconto considerável, quando re-despacharei
para o Brasil. O preço final desse caminho acaba sendo vantajoso.
Numa votação de interesse de compra via “mutirão”, o nosso grupo
mostrou resultado acima de 50 unidades, o que me permite obter
descontos no fabricante. Assim sendo, nos próximos dias
disponibilizarei uma webpage para cadastro de compra, pagamento
via Paypal ou depósito em conta na Caixa Economica Federal
Fig. 1 - O osciloscópio Montado
O osciloscópio na forma de KIT possui todo o material necessário
para montá-lo, exceto o cabo de medição e a fonte de alimentação.
O microcontrolador AtMega48 (SMD) já vem soldado na placa, porém
os outros componentes SMD deverão ser soldados pelo comprador. A
diferença de preço US($10) entre “KIT” e o “Montado” sugere que
vale a pena comprar o Montado, pois também inclui ponta de prova
simples e fonte de alimentação chaveada, 9 Vdc 500 mA.
Fig. 2 - Kit de Componentes do Osciloscópio
Características técnicas do osciloscópio:
• Processador AtMega448
• Máxima Velocidade de Amostragem - 2M/s，8 bits
• Memória Armazenamento - 256 bytes
• Banda passante Analógica - 1MHz
• Sensibilidade Vertical - 100mV/Div - 5V/Div
• Posição Vertical Ajustável, com indicação
• Impedância de Entrada - 1MΩ
• Máxima tensão de entrada - 50Vpp
• Acoplamento DC / AC
• Horizontal - 5μs/Div - 10m(minutos)/Div
• Modo de Disparo, Automático, Normal e Único
• Disparo por borda de subida / descida
• Nível de Disparo ajustável, com indicador
• Dispositivo Hold/run
• Sinal de Teste 500Hz/5Vpp embutido
• Frequencímetro informa Frequencia e Tempo p/sinais TTL
• Fonte de alimentação 9Vdc 500mA (fornecida no modelo Montado)
• Ponta de Prova Simples (fornecida no modelo Montado)
• Dimensões: 110mm X 65mm X 25mm (sem caixa)

Fig. 3 - O osciloscópio monitorando sinais da interface USB.

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KIT MEDIDOR DE CAPACITORES (Capacímetro)

O Kit Medidor de Capacitores é fornecido totalmente desmontado,
porém os componentes são thru-hole, facilmente soldáveis. A placa
de circuito impresso é dupla face com máscara de solda e de
componentes. O que não acompanha o KIT e seria aconselhável é o
soquete DIP-28 para o AtMega48V e a fonte de alimentação 9Vdc
500mA, que estará disponível para compra na webpage.
Fig. 4 - Kit de Componentes do Capacímetro
No kit existe um display de 4 dígitos de 7 segmentos em LED, com
conexão de 12 e o processador AtMega48V, de baixíssima corrente,
rodando a 10MHz. Abaixo, a placa montada. Existe um botão de
“zero” a fim de zerar as capacitâncias intrínsecas da placa, fiação e
pontas de prova. Tal valor de correção é armazenado na memória
e2prom do AtMega. O instrumento que possui chave liga/desliga
pode ser alimentado com uma simples bateria de 9 V, fonte de
alimentação externa ou diretamente com +5V a soldar na placa após
o regulador. Um soquete multipinos (veja + CX - abaixo) para
conectar os capacitores a testar. Os dois conectores brancos ao lado
direito da placa abaixo, acompanham as fêmeas com fios vermelho e
preto inseridos (veja foto do Kit acima), para alimentação e para as
pontas de provas externas.
Fig. 5 – Capacímetro Montado
O tempo de conversão de leitura é rápido para capacitores de baixo
valor, tornando-se mais lento para capacitores de alto valor.
Observei que é recomendável usar um filtro vermelho sobre o
display, para melhorar a leitura em ambiente mais iluminado.
Eu montei um desses kits, gostei e recomendo. O baixo custo
compensa sempre, e mostrou ser uma ferramenta útil para
identificar capacitores em geral.
Pela facilidade do circuito impresso ser thru-hole e usando
componentes discretos e pinos SPI disponíveis, esse kit também
torna-se uma plataforma de testes e desenvolvimento simples, com
um AtMega48V, display multiplexado.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO CAPACÍMETRO
• Precisão em torno de 1%
• Faixa de Medição: 1pF - 500uF
• Chaveamento Automático de Escala
• Botão para Zero das capacitâncias intrínsecas
• Valores lidos são disponíveis de forma serial, em tempo real,
com informação de tempo (time stamp).
Fig. 6 – Forma de Onda da Multiplexação do Display
Acima o Osciloscópio LCD mostrando a forma de onda da
multiplexação do Display de 7 Segmentos do Medidor de Capacitores.
É comum o Medidor de Capacitores indicar em torno de 40pF quando
ligado pela primeira vez, necessitando pressionar o botão zero com
as pontas de prova em aberto.
Na webpage HTTP://www.ustr.net/oferta2009maio.htm (a ser
disponibilizada nos próximos dias) você poderá fazer o cadastro para
compras de:
• Osciloscópio LCD
• Medidor de Capacitores
• Fonte de Alimentação chaveada 9Vdc 500Ma
Naquela página também haverá informações sobre pagamento, prazo
de entrega e distribuição no Brasil. Entre no Mutirão, ajude a reduzir
os custos do produto e frete, economize e todos sairão ganhando.
Esse não será o único mutirão para compra desses aparelhos, ele
deverá se repetir assim que houver novo volume suficiente para tal.

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LÂMPADA DE LEDS

ATENÇÃO: ESSE PROJETO TRABALHA COM TENSÕES DE
ATÉ 120 VAC OU 165 VDC EXPOSTAS E QUE PODEM SER
FATAIS. SE VOCÊ NÃO TIVER EXPERIÊNCIA E CONHECER
OS CUIDADOS NECESSÁRIOS, EVITE MONTA-LO.

Existem inúmeros tipos de lâmpadas, com diferentes cores,
potências e usos. Da pequena lâmpada da lanterninha de uma pilha,
até a gigante que faz parte dos holofotes que iluminam o estádio de
futebol. O consumo elétrico de cada uma depende da construção,
tecnologia e é basicamente proporcional à radiação gerada.
As lâmpadas residenciais mais conhecidas são;
• Incandescente
• Fluorescente
A incandescente é a mais popular, de tecnologia mais antiga,
encontra-se a venda em bares, mercearias ou supermercados. Ao
passar corrente elétrica pelo filamento, esse é aquecido e emite
radiações em diversas frequências, porém só uma pequena parte
corresponde à luz visivel. Como o que buscamos é exatamente a luz
visível para iluminação, significa que o rendimento (potência luz
visível / potência consumida) é muito baixo; um grande desperdício
de energia. Estima-se que de 100W consumidos menos de 10W é
efetivamente convertido em radiação visível, rendimento de 10%.
A lâmpada fluorescente promove bombardeamento de elétrons
acelerados em átomos de mercúrio na forma de gás, tais átomos
bombardeados emitem radiação numa faixa mais estreita de
frequência, porém acima da luz visível, conhecida como luz
ultravioleta. Essa radiação atinge partículas de fósforo, um pó
branco depositado na parte interior do bulbo de vidro dessas
lâmpadas. O fósforo trabalha como um conversor de frequências,
quando bombardeado com radiação ultravioleta, emite radiações
numa faixa mais larga de frequências, uma boa parte cobrindo a luz
visível, iluminando o ambiente. Com uma maior conversão de
energia consumida em luz visível, e com aquecimento reduzido, esta
lâmpada que é também conhecida como "luz fria", possui um fator
de rendimento maior que a lâmpada incandescente, porém ainda
existem perdas nos componentes associados, como o reator e
pequenos filamentos térmicos necessários à ionização do gás de
mercúrio. Estima-se que de 100W consumidos, menos de 40W é
convertido em radiação visível, rendimento de 40%.
Então surge o LED, que é uma junção semicondutora que emite luz
visível quando recebendo corrente elétrica. Estima-se que de 100W
consumidos, um LED emite em torno de 80 a 90% de radiação na
frequência para a qual foi fabricado. Esta frequência é muito mais
estreita que qualquer outra lâmpada, um LED vermelho irá gerar
radiação estritamente na frequência da cor vermelha. No início os
LEDs custavam mais, e a potência de radiação era sempre pequena.
Era usado em painéis, identificadores, etc. Atualmente existem
diversos tipos de LEDs de alta potência, incluindo os popularmente
conhecidos como LUXEON, que permitem até 1, 3, 5 e 10W de
dissipação, permitindo correntes em excesso de 2A, porém ainda
com custo elevado.
LEDs brancos adquiridos na China custam centavos de dólar para
quantidade acima de 1000 unidades. Entre os LEDs brancos, de 3 ou
5mm eu recomendo o uso dos 5mm pela maior área de lente e
facilidade de manuseio. Esses LEDs emitem luz branca quando sob
uma corrente elétrica de 5 a 30mA, sendo a mais produtiva em torno
de 18 a 20mA. Sob essa corrente o LED durará milhares de horas de
operação, abaixo disso a intensidade de luz emitida é reduzida,
acima disso a vida útil do LED é reduzida. Sob 20mA um LED branco
normal desenvolve uma queda de tensão entre 3 e 3,4 Vdc, depende
do fabricante, modelo, etc. Ligando dois LEDs em série, seguindo a
seqüência de polaridade, os dois LEDs desenvolverão uma queda de
tensão entre 6 e 6,8 V quando sob os mesmos 20mA. Três LEDs em
série promoverão de 9 a 10.4 Vdc Isso significa que 3 LEDs ligados
em série poderiam ser ligados diretamente a uma bateria de 9 V.
Assim, a potência consumida por um LED branco será de 3 x 0,02 =
60 mW. Como a produtividade dos LEDs é na ordem de 80 a 90%, a
radiação visível equivalente seriam então de 50 mW. Para gerar a
mesma quantidade de luz de uma lâmpada incandescente de 100 W,
que é em torno de 10 W de radiação visível, precisaríamos de (10 W
/ 50 mW) = 200 LEDs, com um consumo elétrico aproximado de (60
mW x 200) = 12W. Teríamos uma economia de aproximadamente 88
Watts, com a mesma luminosidade. Outra vantagem é que como os
LEDs aquecem bem menos e não são construídos com materiais que
"gastam" com o tempo, estima-se uma vida útil em torno de 100.000
horas, ou 11 anos de uso contínuo. A prática mostra que esse tempo
não é real, pois LEDs tem a vida reduzida por descargas elétricas,
picos altos de corrente, temperatura, etc. Talvez a maior vantagem
além da economia de energia é a resistência a choques mecânicos,
fatal para lâmpadas incandescentes e fluorescentes.
Poderíamos montar seqüências série de LEDs e alimentá-los com
qualquer tensão necessária à série, usando pequenos
transformadores de 110 x 12 Volts, por exemplo. Mas buscando
redução de custo, tamanho e praticidade de construção, podemos
optar por uma solução sem transformador, ligados diretamente à
rede elétrica. Também devemos considerar que se a idéia é

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substituir uma lâmpada incandescente normal por uma de LEDs, com
tamanho, formato e rosca de contatos similar, um transformador não
caberia dentro do corpo pequeno dessa.
Acima: Forma de onda AC Senoidal, como obtida da rede elétrica.
Acima: Forma de onda Senoidal Retificada na forma Onda Completa.
Cada uma das 3 semi-senóides acima tem 8.333ms (milisegundos).
A opção #1 visa o menor numero possível de componentes, menor
custo e construção. A opção #2 usa um regulador de corrente
constante, a fim de fixar a corrente dos LEDs em 20mA. Essa opção
custa mais, requer maior espaço físico, conhecimento técnico e
seleção de componentes.
#1 - Corrente Elétrica AC Retificada
Para esse “laboratório” usarei a referência de 117Vac como sendo a
tensão elétrica RMS residencial. Esse valor é dito tensão RMS da
senóide, cujo topo tem um valor de 1.41 maior que o RMS, portanto
117 x 1.41 = 165V. Quando retificada na forma Onda Completa como
na figura anterior, a semi-senóide roda de zero a 165 V @ 120 Hz.
Qual seria então a quantidade de LEDs a ligar em série para melhor
aproveitar a senóide retificada? Essa questão me levou a diversas
pesquisas, descobertas e testes, considerando períodos de corrente,
potência proporcional, dissipação de energia desperdiçada no
elemento regulador de corrente, etc, sempre buscando o maior
brilho nos LEDs com a menor energia consumida, ou seja, o maior
rendimento da lâmpada.
A princípio, pode-se pensar que o máximo de brilho seria obtido ao
usar o máximo possível de LEDs, para utilizar os 165V. Mas lembre-
se que estamos usando uma semi-senóide para alimentar os LEDs e
essa terá os 165V por um período muito curto. Se os LEDS terão
máximo brilho com 165V e que a maior parte do tempo a tensão
estará entre zero e 165V, o brilho médio será muito baixo.
Ao contrário, com poucos LEDs teríamos um período maior de
condução nos LEDS, resultando numa maior potência de irradiação,
porém com menos LEDs a somatória de potência é menor.
Para buscar a melhor quantidade de LEDs nessa lâmpada, desenvolvi
tabelas e fórmulas no Excel, a fim de satisfazer as seguintes
exigências:
a) Que se use tão somente uma ponte de diodos e um resistor
limitador de corrente, por economia, espaço e simplicidade.
b) Maior brilho médio da lâmpada (LampWt) ao longo dos 8.33ms da
meia senóide retificada.
c) Que os LEDs brilhem forte durante a maior parte do tempo
(ArcoLEDsOn) do ítem (b), área em verde na figura acima.
d) Que se use a maior quantidade possível de LEDs, para se obter
uma somatória maior de lux.
e) Que a corrente elétrica nos LEDs não seja acima de suas
capacidades. Devido ao uso de um resistor limitador de corrente,
esta será relativamente baixa até que a tensão da semi-senóide
ultrapasse a soma das tensões mínimas necessárias a cada LED, dai
para cima a corrente elétrica (em milliamperes) acompanhará a
curvatura da tensão da senóide aplicada. No topo da senóide a
corrente é máxima e não pode ultrapassar o aceitável pelos LEDs.
f) Como um LED é um diodo, a queda de tensão num LED branco
sobe rapidamente até 3 ou 3.2V. Após esse ponto, a corrente sobe
rapidamente porém a tensão sobe lentamente. Isso pode ser
prejudicial ao LED, pois a dissipação térmica na junção é acentuada
sem ganho de brilho. Isso significa que haverá um ponto na subida
senoidal da tensão onde todos os LEDs estão com brilho próximo ao
maximo, e a senóide ainda terá muitos volts a subir. Aqui é que se
ganha brilho por tempo, exigência do item (b) acima, pois os LEDs
estarão brilhando com o máximo de intensidade desde esse angulo
até os 90 graus da senóide, e então até o ângulo equivalente da
descida da senóide. Quanto maior o ângulo de "ArcoLEDsOn" (área
em verde na figura acima), maior o brilho médio obtido na
lâmpada. Porém durante o “ArcoLEDsOn” o excesso de tensão não
deverá ir para os LEDs, e sim ser dissipado no resistor limitador,
como perda de energia.

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“X” LEDS produzem X vezes PotenciaLEDS, que é menor.
X / 2 LEDS produzem X/2 vezes PotenciaLEDS, que é individualmente
maior, porém com maior perda térmica no resistor (RWt).
g) Que o valor do resistor seja o mais baixo possível, a fim de
dissipar o mínimo possível de energia. Quanto menor "R", maior será
a corrente nos LEDs, e não queremos corrente excessiva. Então
aumentamos a quantidade de LEDs para reduzir tal corrente
máxima. Isso reduz o ângulo de condução "ArcoLEDsOn", lâmpada
não tão brilhante.
h) Os números mágicos são; baixo R, maior número de LEDs, maior
"ArcoLEDsOn", maior "PotenciaLEDs", menor corrente.
Como podemos ver nos itens (A) a (H) acima, é fundamental buscar a
melhor relação "Quantidade de LEDs e Valor do Resistor" para se
obter um maior brilho com menos perdas térmicas.
Após diversos cálculos obtive o resultado abaixo, que responde
satisfatoriamente aos requisitos dos itens acima.
Usando LEDs brancos em estoque, a solução que apresentou o maior
consumo elétrico nos LEDs com o menor consumo térmico no
resistor, para uma alimentação de 117Vac retificada em onda
completa, foi de 35 LEDs com um resistor série de 820 Ohms 2W.
No circuito utilizado abaixo, instalei os 35 LEDs numa espiral no
circuito impresso protótipo, o fusível e a ponte retificadora foram
acomodados na base do soquete E-27 da lâmpada e o resistor de 820
ohms 2W ficou em pé só conectando o pino (+) do retificador ao
anodo do primeiro LED da espiral.
Deve-se promover pequenos furos de ventilação no corpo do
soquete, a fim de evitar o acúmulo de calor gerado pelo resistor.
Deve-se sempre manter em mente que estamos lidando com tensões
letais que ultrapassam 155 Volts. Todo o cuidado é pouco.
Ao usar osciloscópio para monitorar as tensões e correntes nessa
lâmpada, tive o cuidado de isolar a lâmpada da rede elétrica, pois o
terra do scope é ligado ao terra e neutro da rede, e tudo dentro
dessa lâmpada está flutuando devido à ponte retificadora de onda
completa. Qualquer conexão entre o terra do scope pode causar
danos ao scope, a lâmpada e risco de choques elétricos ao operador.
Usei um simples transformador que tivesse 117Vac no primário e
117Vac no secundário, para 500mA. Esse tipo de transformador é
conhecido como “transformador isolador”. Nesses testes um
transformador pequeno resolveria, pois a lâmpada consome menos
de 30mA de pico.
As próximas figuras foram obtidas fotografando a tela do osciloscópio
e depois a imagem teve as cores invertidas. A primeira foto foi da
lâmpada de 42 LEDs. Note o angulo de condução de 97.5° dos 180
da semi-senóide, ou seja, só 54% do tempo os LEDs estão acesos.
Pico de corrente de 15mA (forma de onda menor).
Na foto abaixo, usando lâmpada de 34 LEDs, o ângulo de condução é
de 121.3° em 180 (67.3%), o resultado é maior brilho que a de 42,
principalmente devido ao aumento de corrente para picos de 25mA.

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Na foto abaixo, usando lâmpada de 42 LEDs, a tensão máxima
LEDsON (do início de condução até o pico da semi-senóide) e que
recai sobre o resistor limitador de corrente é de 34 V. Já na forma
de onda menor, a corrente nos LEDs cujo pico é ao redor de 15 mA.
Abaixo, a tensão de “ignição” dos 42 LEDs, que é em torno de 113 V,
quando a corrente (forma de onda menor) inicia e sobe até 15 mA.
Abaixo com 34 LEDs, a tensão de pico sobre o resistor limitador é de
55.5V, e a corrente de pico nos LEDs (e no resistor) é em torno de
25mA. Maior ângulo de condução e corrente, menos LEDs, mais luz.
Posteriormente montei uma segunda planilha no Excel para rodar
com valores reais obtidos pelas formas de onda no osciloscópio e
testes com as lâmpadas de 34 e 42 LEDs. Essa planilha resultou em
valores um pouco diferentes, sugerindo resistor de 960 Ohms, o qual
eu não tinha para 2W. Fiz uma montagem associativa de resistores, o
que resultou em 1013 Ohms. Então a corrente (RMS) obtida foi de
34.9mA, potência nos LEDs: 2.687W, e o brilho obtido foi 50% maior
que a primeira lâmpada que eu montei com 46 LEDs, capacitor após
o retificador e regular transistorizado de corrente (18mA).
#2 – Opção Corrente Elétrica AC Retificada e filtrada com
Regulador de Corrente Constante.
Uma boa parte desses cálculos seria evitada se ao invés de um
resistor fixo limitador de corrente, fosse usado um gerador de
corrente constante, ou um limitador de corrente constante. O uso
de um capacitor adicional após a ponte retificadora e um regulador
de corrente via transistor de potência ou um regulador de corrente
tipo LM317T resolveria o problema, porém existem problemas
associados. O primeiro é o uso do capacitor, que com tempo e
aquecimento virá a falhar, causando uma pequena explosão ou
mesmo incêndio. Isso pode ser um problema grave, visto que às
vezes lâmpadas são instaladas em áreas fechadas, buracos ou local
de fácil propagação de combustão. O segundo problema é que, se o
regulador LM317 falhar, ou entrar em curto por um surto elétrico
qualquer, haverá um excesso de tensão sobre os LEDs e sem
nenhuma limitação de corrente tais LEDs serão danificados.
Apesar de ter montado ambas as soluções e estarem em
funcionamento, eu não me sinto completamente seguro em instalar
uma lâmpada de corrente constante num encaixe dentro do forro, ou
num armário de madeira, etc.
É muito difícil um resistor entrar em curto, explodir ou incendiar
em operação normal. Então a solução do limitador aparenta ser a
mais indicada com base em a) segurança, b) custo, c) espaço.
LED com Cabeça Lixada
Notei que os LEDs brancos comuns têm um angulo de projeção de luz
muito fechado, em torno de 12 graus, tornando a lâmpada uma spot
light, projetando um circulo de luz ao invés de dispersar no
ambiente. Resolvi esse problema cortando a cabeça arredondada
dos LEDs, usando um disco de corte na Dremel e removendo as
rebarbas com o mesmo disco de corte, sem dar polimento. Isso foi
suficiente para os LEDs ficarem com a cabeça plana e projetarem luz
num angulo mais aberto, com luz mais difusa, mais macia, porém
muita luz é refletida por dentro do LED para trás, o que requer que o
circuito impresso seja pintado de branco, para que tal luz retorne à
frente. Usei um papel bem branco entre o circuito impresso e os
LEDs. Resista à tentação de usar papel alumínio, pois curto-
circuitaria os LEDs, e ali está presente 150Vpp, lembre-se disso.
Wagner Lipnharski, Maio de 2009
■

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ENTREVISTA
Controle de Qualidade na Indústria
Reporter Izabella Luiza entrevista Aline Lipnharski da Landis+Gyr.

Aline Lipnharski
Analista de Qualidade
Landis+Gyr - South America - Curitiba Paraná.
www.landisgyr.com.br
Técnica Eletrônica (UTFPR-CEFET), Graduada em
Tecnologia em Mecânica (UTFPR-CEFET),
especialização Engenharia da Produção (PUC PR).
Responsável pelo controle de qualidade de PCIs e
outros produtos dos fornecedores da Landis+Gyr.
Pergunta: Aline, o que a Landis+Gyr fabrica?
Resposta: A empresa Suiça Landis+Gyr fabrica medidores eletrônicos
para consumo elétrico, residencial, comercial e industrial. Eu
trabalho como Analista de Qualidade na fábrica de Curitiba e
atendemos toda a América Latina.
Pergunta: Como é feito o controle de qualidade dos produtos
fornecidos à Landis+Gyr, por fornecedores externos?
Resposta: As indústrias eletrônicas preocupadas com o
desenvolvimento tecnológico de seus produtos e a necessidade real
do mercado de produzir com maior qualidade e custo reduzido,
procuram focar suas atividades fabris somente na montagem do
produto final. A montagem do circuito eletrônico fica a cargo dos
CMs (Contract Manufacturer), indústria de montagem de placas
eletrônicas com experiência na área de aquisição de componentes,
montagem e testes.
A qualidade do produto final está totalmente ligada com os sub-itens
que são incorporados durante a montagem dos mesmos. Essa
qualidade depende de vários fatores internos e externos a indústria
que desenvolve e monta o produto. Existem maneiras de controlar e
garantir a qualidade dos itens, principalmente quanto se trata de
itens manufaturados por empresas da cadeia de fornecimento.
Pergunta: Quais são os fatores que tem por finalidade mitigar
problemas que futuramente poderão aparecer no usuário final, e
como evitá-los já na fabricação?
Resposta:
1. Atendimento a normas específicas:
Os CMs homologados devem ter os requisitos básicos das normas de
montagem, retrabalhos e ESD implantados para garantir o mínimo de
qualidade no processo das placas eletrônicas. As normas que
geralmente são exigidas pelos clientes são as seguintes:
NBR 14544:2000 - Requisitos básicos para proteção de componentes
sensíveis às descargas eletrostáticas
IPC-A-610 - Acceptability of Electronics Assemblies Training and
Certification Program
IPC-7711/7721 - Rework of Electronic Assemblies & Repair and
Modification of Printed Boards and Electronic Assemblies
2. Auditorias periódicas de qualidade
Auditorias são realizadas para garantir que o processo do fornecedor
está controlado e dentro das expectativas do cliente. São realizadas
auditorias no âmbito de conferência de componentes adquiridos para
a montagem das placas. Os componentes devem ser comprados
conforme BOM (Bill of Materials) especificado pelo cliente. A
auditoria de componentes basicamente abrange a verificação dos
partnumbers e fabricantes dos componentes separados para o lote
que está sendo auditado.
A auditoria do lote é estendida aos itens de consumo utilizados para
a montagem das placas, como a pasta de solda utilizada na Printer 1
;
liga de solda utilizada na Wave 2
; fluxo de solda, composto que
remove os óxidos presentes na superfície a ser soldada; e fio de
solda utilizado na montagem manual.
Após as aprovações anteriores é realizada a auditoria do processo
SMT (Surface-Mount Technology). Existe um padrão para prazo de
validade e temperatura de armazenagem da pasta de solda, bem
como a espessura de aplicação da mesma. Vale informar que 80% dos
problemas de solda em placas SMT são decorrentes de falhas com a
pasta de solda, portanto esse item deve ser bem controlado para
garantir a qualidade de solda.
Outra questão importante para auditar é o tempo de vida do
estêncil, tela metálica vazada que permite a passagem da pasta de
solda somente sobre as ilhas da placa. Dependendo da matéria-prima
de fabricação do estêncil (latão, aço inox) e espessura da chapa,
existe uma quantidade de ciclos especificada pelo fabricante.
É importante certificar também que os rolos de componentes SMT
inseridos na Pick & Place 3
estão nas posições corretas, pois os
cabeçotes apanham os componentes no alimentador da máquina e os
inserem na posição X e Y da PCB.
O próximo item a ser auditado no processo SMT é a temperatura ou
perfil térmico do forno de refusão. O forno possui zonas com
temperaturas diferenciadas ao longo do caminho a ser percorrido
pela placa. Esse perfil térmico varia com a população de
componentes, área e espessura da PCB, tipo de solda, etc.
A última etapa de auditoria do processo SMT é a inspeção visual de
solda e posicionamento dos componentes distribuídos na PCB. Essa
inspeção pode ser realizada com lupa de aumento ou com um
equipamento de inspeção óptica.
O processo THT (Through Hole Technology) é o processo mais
convencional, mas ainda é bastante utilizado. A auditoria na
inserção de componentes basicamente é verificar se as operadoras
encaixam os terminais dos componentes nas posições e polaridades
corretas. Logo após a placa é submetida à solda onda através de
esteira, que também tem um perfil de temperatura traçado, o qual
deve ser verificado. A solda deve ser auditada após a liga fundida
aderir os terminais dos componentes e aos furos metalizados da PCB.
1
equipamento de aplicação serigrafia da pasta de solda sobre a PCB
(Printed Circuit Board) para tecnologia SMT (Surface-Mount
Technology)
2
máquina de solda por onda, para tecnologia THT (Through Hole
Technology)
3
máquina de inserção de componentes SMT

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3. Análise dos KPIs (Key performance indicator)
Os testes, incluindo gravações de firmware, ICTs (In-Circuit Testing)
e FCTs (Functional Test) devem ser monitorados. O KPI (nº peças
conforme/nº peças testadas) deve ser controlado e caso o mesmo
esteja abaixo da meta estipulada, ações de correção e melhoria
devem ser tomadas. Essas ações, eficácia das mesmas e KPIs devem
ser auditadas.
Pergunta: Isso tudo é feito naturalmente nos fornecedores ou os
clientes devem exigir tal controles de qualidade?
Resposta: Com todas essas ações o processo fica controlado e é
possível garantir maior qualidade nas placas eletrônicas montadas
por terceiros. As montadoras de placas eletrônicas geralmente têm
seu próprio sistema de garantia de qualidade, como manutenção de
equipamentos (programa de manutenção corretiva, preventiva e
preditiva), rastreabilidade (produto e coleta de dados), diário de
bordo, plano de controle, CEP (controle estatístico de processo),
inspeções (visual, óptica, raio-x) e testes intermediários.
Pergunta: A sua função de Analista de Qualidade na Landis+Gyr é
exigência atual no mercado de produção?
Resposta: A qualidade do produto final depende muito de seus sub-
conjuntos, e as placas eletrônicas são o cérebro dos equipamentos.
Por esse motivo é importante ter um responsável dentro da indústria
eletrônica (cliente) que tenha condições de acompanhar o processo
de montagem das placas e realizar as auditorias, para ter garantia
de um produto final de qualidade.
■
COMÉDIA ‐ ELETRÔNICA – Time Delay
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Por RODRIGO REIS DO NASCIMENTO
(rodrigo@digoreis.net)
Técnico em Eletrônica com ênfase em
Automação da Manufatura trabalha a
10 anos na área de Automação como
Projetista e Programador.
É comum ao fazermos um curso técnico ou graduação, ficarmos
divididos em relação a que segmento se dedicar, acreditando que a
escolha do curso já tenha sido complicada, ainda ter que decidir a
uma especialização é uma tortura. O texto a seguir pretende
explanar sobre a automação, especificamente a automação
industrial para dar uma noção ao leitor sobre as alegrias e tristezas
da área.
A definição de automação é "qualquer sistema de controle de
maquina ou processo reduzindo a interação humana". Na pratica,
significa que aquele sistema de interfone com câmera e a abertura
de portão é um sistema de automação. Porem vamos falar neste
texto sobre a automação industrial.
A automação industrial tem como principio aumentar a
produtividade, eficiência, qualidade e diminuir o risco em tarefas
repetitivas na indústria.
Na industrialização a automação é um passo a frente da
mecanização, aonde mecanização é a assistência mecânica para
facilitar um trabalho, a automação tem como função de
sensoriamento e processamento para que o processo se efetue sem a
interação humana, ou com o mínimo de interação.
O amplo impacto da automação industrial levanta questões sociais,
entre eles, o seu impacto no emprego. Histórico de preocupações
sobre os efeitos da automação remontam ao início da revolução
industrial, quando um movimento social Inglês de operadores de
máquina têxteis nos inícios dos anos 1800 conhecida como "a
Luddites" protestaram contra "Vainqueur" empresa que automatizou
os teares da tecelagem, muitas vezes destruindo essas máquinas
têxteis, por sentir ameaçando os seus empregos. Um autor fez o
seguinte caso. Quando a automação foi introduzida pela primeira
vez, causou medo generalizado. O que fez se acreditar que o
deslocamento de recursos humanos por sistemas computadorizados
levaria à grave desemprego.
Mas a realidade não é essa, a automação exige contratação de
profissionais especializados para operação, manutenção e
conservação dos equipamentos.
O mercado de trabalho é bem amplo aonde temos desde vendedores
de componentes dos mais variados tipos, passando por montadores
de painéis, projetistas CAD, programadores, engenheiros e etc...
Pretendo abordar nas próximas colunas e/o edições dessa revista a
robotização, automação de chão de fabrica, sistemas de gestão de
dados, robótica industrial, programação de PLCs, etc.
■

15

FONTE DE INSTRUMENTOS PICLISTBR
Parte 1 – O projeto
Há tempos que o nosso grupo PICLISTBR vem planejando construir
algo eletrônico, que coloque em prova a nossa capacidade, que exija
o máximo da nossa criatividade e que seja útil a todos. O mais
importante é que durante o desenvolvimento a técnica e o
conhecimento seja distribuído a todos. Em alguns casos, um projeto
desse nível nem precisa sair do papel, desde que tenha atingido o
objetivo principal que é o de distribuir conhecimento.
Mas esse projeto será de tanta utilidade que seria um desperdício só
deixá-lo no papel. A idéia aqui é produzir uma boa fonte de
alimentação que possa suprir energia em tensão e corrente acima
das expectativas de bancada para a maioria dos integrantes do
grupo, normalmente alimentando pequenos circuitos. +5Vdc @ 1A
estaria de bom tamanho, mas também existem aqueles que
demandam maior corrente, ou maior tensão, ou ambos. Então
exige-se uma fonte com características mais arrojadas.
Pensamos então numa fonte básica que possa suprir tensão ajustável
de zero até 28Vdc, e que seja capaz de fornecer até 3 ou 4 Ampères
de corrente. Isso exige um transformador com capacidade acima de
110 Watts. Essa fonte também deverá suprir +5Vdc @ 1A para
circuitos digitais menores, deverá ter indicadores no painel, etc.
Mas pensando que tal fonte possa atender inclusive aqueles que
gostariam de possuir uma fonte de alimentação que forneça +35V @
3, 5 ou 10 Amperes de corrente, pensamos que tal equipamento
deveria ser construído de forma modular, onde o usuário possa
instalar ou construir a fonte mais adequada à sua necessidade.
Pensando em modularidade abrem-se outras possibilidades, a de ter
diferentes opções de painel, desde um simples potenciômetro de
ajuste, simples indicadores, até mesmo um display LCD gráfico de
128x64 pixels para podermos mostrar diversos resultados numéricos
de tal fonte, assim como tensão, corrente, potência consumida pela
carga, no tempo, acumulado, picos, etc.
Como agora as idéias fluem mais facilmente, por que então não
aproveitar a modularidade desse equipamento e inserir dentro da
caixa da fonte outras funções também modulares? Tais como:
gerador de funções, frequencímetro, gerador de clock, analisador
lógico, etc. Tudo isso poderia ser totalmente modular, a ser
instalado mais tarde pelo usuário, que de início poderia obter tão
somente uma fonte mais simples e econômica.
Todos esses módulos opcionais deveriam ser facilmente instaláveis
usando conectores multipinos e travas mecânicas, usam alimentação
elétrica interna da própria fonte, e se colocam sob controle de um
módulo básico processado que aqui dou o nome de MPC (Micro
Processor Control). A idéia do MPC é que ele funciona como o
coração desse equipamento. Ele controla a fonte de energia,
obedece a comandos de painel, controla os módulos opcionais
existentes, informa resultados e estado atual no display LCD.
O diagrama em blocos desse equipamento mostra que existe até uma
possível interação entre módulos, por exemplo: o gerador de funções
pode gerar uma forma de onda dente de serra e essa controlar a
tensão de saída da fonte de alimentação, que agora pode alimentar
uma carga com diversos Ampères no formato de dente de serra, ou
senoidal, quadrada, pwm, etc.
O painel frontal desse equipamento pode ser fornecido com
características equivalentes aos módulos opcionais instalados, o que
permite ao usuário substituir tal painel sem ter que furar, limar, etc,
mantendo sempre esse equipamento com o melhor aspecto
profissional e funcional.
A fonte de alimentação básica possui uma placa eletrônica principal,
que podemos chamar de “placa-mãe”, possui conectores de encaixe
para os módulos opcionais, toda a regulação de tensão e corrente,
espaço para transistores reguladores ou a fiação para transistores de
maior potência, quando requerendo maior tensão e corrente de
saída. Um conector especialmente colocado permite a inserção do
modulo MPC que ficará rente ao painel frontal.
No modelo BASICO-1, o MPC não é instalado, e sim um modulo mais
econômico com apenas dois potenciômetros de controle.
O modelo BASICO-2 já incorpora display digital de tensão e corrente,
composto por display LED de 7 segmentos, com 3 ou 4 dígitos.
Abaixo vemos o modelo com saídas de tensões adicionais e seus
controles.

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O modelo Intermediário já usa teclado e um display LCD 128x64
pixels, onde todo controle de tensão e corrente é por teclado no
painel e informações são mostradas no display LCD.
Essa possível versão de painel incorpora display LCD gráfico e
displays LED de 7 segmentos para visão constante de tensões e
correntes.
O modelo Avançado incorpora módulos opcionais, com controle e
informações também via teclado e display LCD.
Acima uma possível versão mais curta da caixa e painel da fonte de
equipamentos com diversos módulos opcionais, incluindo o joggler à
direita do teclado, para variar tensão, corrente, frequência, etc,
manualmente.
O conector DB-9 possui todos os pinos necessários para plugar um
cabo com 8 garrinhas + terra, para o analisador lógico.
Cada modulo opcional possui uma chave de on/off à esquerda do
painel. A frente do painel pode ser feita em alumínio revestida com
filme de policarbonato, e substituível de acordo com os módulos
instalados na unidade, para um acabamento profissional.
O display LCD gráfico informa uma série de dados ao usuário,
incluindo estatísticas e acúmulo de consumo, corrente, tensão,
frequência, estado lógico dos pinos do analisador lógico, etc.
A produção dessa fonte de instrumentos consiste numa estrutura
metálica anodizada, tampa de alumínio anodizada traseira com
conectores de entrada de energia, ventilação e conector DB-9 para
comunicação serial RS-232C externa. As tampas laterais, superior e
inferior também em alumínio anodizado, com parafusos de cabeça
cônica chata e o painel frontal em alumínio com filme em
policarbonato impresso com silk-screen. Cada uma das 3 ou 4 seções
do painel frontal (chaves on/off, bornes de saída, teclado, LCD e
indicadores 7 segmentos) possuem chapas de alumínio próprias que
permitem fixação interna por trás do painel frontal.
O teclado e botões de controle podem ser fabricados especialmente
ou usar solução existente no mercado.
A produção desse equipamento tende a ser de baixo custo, visto a
quantidade razoável de produção de placas de circuito impresso,
tampas, painel, etc, no processo de produção em volume, conhecida
no nosso grupo como “mutirão”.
A venda de tais KITS para o nosso grupo deverá ser feita a preço de
custo e com um mínimo de lucro a reverter como investimento ou
caixa para novos projetos, compra antecipada de componentes,
fabricação de caixas, painéis, etc.
A próxima etapa será determinar a construção da estrutura no
formato frame, tampas e locais apropriados para transformador ou
fonte chaveada, retificador e filtros e local para a placa-mãe.
Também a estrutura de suporte para os módulos opcionais já poderá
ser dimensionada.
Na seqüência de projeto e construção, primeiro será produzida uma
fonte comum sem módulos opcionais, mas já com os opcionais de
controle e display.
Uma vez estabilizado e funcionando, o projeto servirá de plataforma
para desenvolver os módulos opcionais.
O MPC (Micro Processor Control) poderá ser feito usando hardware
de diversos fabricantes: MicroChip, Atmel, Renesas, etc. Isso
permitirá desenvolvimento de software em paralelo no grupo, com
multiplicidade de conhecimento transmitido aos integrantes do
grupo.
Os módulos opcionais farão parte de uma interface de comunicação
com o MPC, ainda a ser definida, porém serão totalmente
controladas pelo MPC e informação mostrada no LCD gráfico.
A combinação Teclado – LCD Gráfico, permitirá inúmeras aplicações
nesse equipamento, incluindo testador de transistores, traçadores de
curva, medidor LRC, medidor de banda passante, etc, tudo
dependendo dos módulos opcionais desenvolvidos para tal. O
usuário poderá adquirir e instalar os módulos de maior uso e
interesse.
Uma projeção do que seria uma fonte de alimentação popular:
+5Vdc @ 3 a 4A
+12Vdc, -12Vdc @ 1A
0 – 28Vdc @ 5A, ajustável, resolução de 10mV.
Todas as saídas possuem monitoração de corrente.
Dos módulos opcionais podemos prever os seguintes:
Frequencímetro:
0 – 50MHz em 2 escalas, trigger automático ou manual via teclado.
Gerador de Funções:
0 – 2MHz, ondas triangular, dente de serra, quadrada (seleção de
dutty cycle) e senoidal, tensão de saída ajustável 0-10V, sweep.
Analisador Lógico:
8 canais com memória de 256 bytes (ou mais), trigger ajustável,
sample rate máximo possível dependendo do clock do Processador
(5MHz?), dados coletados mostrados no LCD.
Gerador de Clock:
Gerador de onda quadrada com frequência selecionada no teclado,
valores estanques 1Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 48Khz, 100kHz, 200kHz,
500kHz, 1MHz, 2MHz, 5MHz, 10MHz, ou o que for possível produzir.
Medidor LRC:
Instrumento de medição de Impedância Indutiva, Capacitiva e
Resistiva.

17

Acima, o diagrama em blocos do modelo Basico-2, onde o controle
de tensão e corrente é feito via potenciômetros que controlam
tensão de 1 a 4V para a placa de controle básica.
Essa tensão é convertida para o controle analógico de tensão e
corrente do regulador. Um simples microcontrolador a bordo analisa
a informação analógica recebida dos circuitos de “sense” na saída de
cada tensão e informa tal valor nos displays LED de 7 segmentos.
A diferença de custo dessa versão para a versão usando teclado e
display LCD gráfico 128x64 será pouca, o que provavelmente fará a
maioria dos compradores a decidir pelo modelo mais avançado.
Numa previsão de custo, acreditamos que, em quantidade esse
equipamento não custe mais que R$100, não incluindo os módulos
opcionais. Uma fonte completa com 4 ou 5 módulos opcionais não
deve custar mais que R$ 200.

COMÉDIA ‐ ELETRÔNICA

Se conseguirmos tal preço, esse equipamento substituirá muitos
outros em diversas bancadas, pois concentrará diversos
equipamentos extremamente úteis num único, de boa qualidade,
acabamento e durabilidade.
Abaixo uma possível visão superior do interior da fonte, mostrando a
conversão de AC em DC, transformador, retificador e filtros do lado
esquerdo, placa-mãe do lado direito com soquetes para receber os
módulos opcionais, e reguladores na parte traseira presos ao
dissipador com possível ventilador para refrigeração. Na frente à
direita, a placa MPC com o processador principal, teclado e display
LCD.
Numa previsão bastante razoável, acreditamos que a largura da
caixa dessa fonte não passe de 25 cm por 20 cm de profundidade e
12 cm de altura.

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TABELAS PICLISTBR

FORNECEDORES

Colaboração de diversos participantes.
Lista retrabalhada e confirmada
em detalhes por Carmo Munhoz.

Revista piclistbr maio2009

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