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SÉRIE ELETROELETRÔNICA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA ! CNI Robson Braga de Andrade Presidente DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor de Educação e Tecnologia SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL ! SENAI Conselho Nacional Robson Braga de Andrade Presidente SENAI – Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor Geral Gustavo Leal Sales Filho Diretor de Operações Regina Maria de Fátima Torres Diretora Associada de Educação Pro!ssional SÉRIE ELETROELETRÔNICA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional Sede © 2013. SENAI – Departamento Nacional © 2013. SENAI – Departamento Regional de São Paulo A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecânico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAI. Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI-São Paulo, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Pro!ssional e Tecnológica – UNIEP SENAI Departamento Regional de São Paulo Gerência de Educação – Núcleo de Educação a Distância FICHA CATALOGRÁFICA S491g Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional. Instalação de sistemas eletrônicos. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de São Paulo. Brasília : SENAI/DN, 2013. 224 p. (Série Eletroeletrônica). ISBN XXX 1. Eletrônica. 2. Componentes eletrônicos. 3. Placas de circuito impresso. 4. Manuseio de componentes eletrônicos. I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de São Paulo. II. Título. III. Série. CDU: 005.95 jmendonca Inserir ISBN 978-85-7519-632-8 Lista de ilustrações, quadros e tabelas Figura 1 - Itinerário formativo do curso Técnico de Eletroeletrônica ............................................................16 Figura 2 - Circuito eletrônico montado em ponte de terminais .....................................................................22 Figura 3 - Circuito eletrônico montado em placa de circuito impresso (PCI) .............................................23 Figura 4 - Trilhas de cobre sobre uma PCI ...............................................................................................................24 Figura 5 - PCI de face simples com detalhe para as trilhas de cobre na superfície ..................................25 Figura 6 - PCI dupla face com os furos de passagem ..........................................................................................25 Figura 7 - PCI multicamadas com quatro camadas de trilhas de cobre e alguns furos de passagem ..................................................................................................................................................26 Figura 8 - PCI antes e depois do processo de subtração ...................................................................................27 Figura 9 - Fabricação de PCI por processo de subtração ...................................................................................29 Figura 10 - PCI com várias ilhas, identi!cadas pelo aspecto metalizado .....................................................31 Figura 11 - PCI com a impressão da máscara dos componentes ....................................................................32 Figura 12 - PCI de dupla face pronta .........................................................................................................................33 Figura 13 - Pulseira antiestática ..................................................................................................................................39 Figura 14 - Embalagem antiestática, contendo componente eletrônico. ...................................................41 Figura 15 - Dobra em um terminal utilizando alicate de bico tipo “meia cana” ........................................42 Figura 16 - Soquete !xado na PCI ..............................................................................................................................42 Figura 17 - Componente sendo desencaixado com o auxílio de um extrator ...........................................43 Figura 18 - Fio de estanho .............................................................................................................................................49 Figura 19 - Soldador comum ou ferro de solda ....................................................................................................50 Figura 20 - Soldador tipo pistola ................................................................................................................................51 Figura 21 - Estação de solda .........................................................................................................................................52 Figura 22 - Suporte para soldador .............................................................................................................................53 Figura 23 - Sugador de solda manual .......................................................................................................................54 Figura 24 - Estação de dessoldagem.........................................................................................................................55 Figura 25 - À esquerda, malha para dessoldar enrolada na embalagem em que é vendida. À direita, detalhe para as tranças que compõem a malha .........................................................56 Figura 26 - Montagem de um componente PTH e outro SMD sobre uma PCI ..........................................58 Figura 27 - Soldagem por meio de banho de solda ............................................................................................59 Figura 28 - Processo de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda ..................................60 Figura 29 - Terminais dobrados em 45º antes da soldagem.............................................................................61 Figura 30 - Ponta do soldador aquecendo a ilha e o terminal do componente a ser soldado ............62 Figura 31 - Alicate de bico dissipando o calor .......................................................................................................62 Figura 32 - Solda sendo aplicada entre o local a ser soldado e a ponta do soldador .............................63 Figura 33 - Solda correta e solda incorreta .............................................................................................................64 Figura 34 - Solda em excesso .......................................................................................................................................65 Figura 35 - Excesso de terminal sendo cortado com o auxílio de um alicate de corte ...........................65 Figura 36 - PCI com soldagens de boa qualidade após o acabamento .......................................................66 Figura 37 - 1º passo: a solda em pasta é colocada nos pontos de soldagem.............................................67 Figura 38 - 2º passo: os componentes são posicionados em seus respectivos locais, sobre a solda em pasta ............................................................................................................................67 Figura 39 - A PCI é submetida ao calor, derretendo a solda em pasta. Após o resfriamento, ela estará pronta ........................................................................................................................................68 Figura 40 - Processos de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda ................................69Figura 41 - PCI no transportador em direção à onda laminar .........................................................................69 Figura 42 - Onda turbulenta atuando na soldagem do componente em sua área de sombra ...........70 Figura 43 - Componentes SMD que permitem a soldagem ponto a ponto ...............................................71 Figura 44 - Componente SMD com terminais muito próximos um do outro ............................................71 Figura 45 - Componente com encapsulamento BGA .........................................................................................72 Figura 46 - Detalhe para os dois pontos onde foram adicionadas soldas ...................................................73 Figura 47 - Componente no local da soldagem, com detalhe para os dois terminais que foram soldados ..................................................................................................................................74 Figura 48 - Componente após a soldagem ............................................................................................................75 Figura 49 - Processo para remoção do excesso de solda ...................................................................................75 Figura 50 - Componente após a soldagem ............................................................................................................76 Figura 51 - Soprador térmico .......................................................................................................................................77 Figura 52 - Estação de retrabalho SMD ....................................................................................................................78 Figura 53 - Remoção da solda .....................................................................................................................................80 Figura 54 - Jato de ar quente proveniente de uma estação de retrabalho SMD ......................................82 Figura 55 - Jato de ar quente proveniente de um soprador térmico ............................................................82 Figura 56 - Componentes eletrônicos com encapsulamento TO-220 ..........................................................88 Figura 57 - Encapsulamentos ......................................................................................................................................89 Figura 58 - Componente com encapsulamento TO-220 montado em dissipador ..................................90 Figura 59 - Símbolos do resistor .................................................................................................................................93 Figura 60 - Resistor com valores escritos por meio de código de cores ......................................................94 Figura 61 - Leitura do código de cores para resistores com três ou quatro faixas ...................................95 Figura 62 - Leitura do código de cores para resistores com cinco ou seis faixas ......................................96 Figura 63 - Resistores de !o ..........................................................................................................................................97 Figura 64 - Resistor de !o de 20kΩ, com tolerância de 5% e potência máxima de 5W ..........................98 Figura 65 - Resistores SMD ...........................................................................................................................................98 Figura 66 - Resistor SMD com valor identi!cado por meio de três dígitos .................................................99 Figura 67 - Resistor SMD com tolerância de 1%, ou menos .............................................................................99 Figura 68 - Resistor SMD com código de quatro dígitos ...................................................................................99 Figura 69 - Rede de resistores e esquema interno de ligação ...................................................................... 100 Figura 70 - Esquema interno de uma matriz com três resistores................................................................. 101 Figura 71 - Matriz de resistores SMD ...................................................................................................................... 101 Figura 72 - Símbolo de resistor ajustável .............................................................................................................. 101 Figura 73 - Resistor ajustável .................................................................................................................................... 102 Figura 74 - Resistor ajustável com cursor em 50% de volta e a representação elétrica das resistências ........................................................................................................................................ 103 Figura 75 - Resistor ajustável com cursor em 75% de volta e a representação elétrica das resistências ........................................................................................................................................ 103 Figura 76 - Resistor ajustável com cursor em 100% de volta e a representação elétrica das resistências ........................................................................................................................................ 104 Figura 77 - Resistor ajustável .................................................................................................................................... 104 Figura 78 - Trimpot ....................................................................................................................................................... 105 Figura 79 - Trimpot com cursor de múltiplas voltas ......................................................................................... 105 Figura 80 - Símbolo de LDR ....................................................................................................................................... 106 Figura 81 - LDR ............................................................................................................................................................... 107 Figura 82 - Símbolos de capacitores polarizados .............................................................................................. 108 Figura 83 - Identi!cação de um capacitor na PCI. Detalhe para a polaridade ........................................ 109 Figura 84 - Capacitor eletrolítico, com detalhe aos valores impressos no corpo do componente....................................................................................................................................... 110 Figura 85 - Capacitor eletrolítico SMD de 1000µF, com tensão máxima de 6V ...................................... 111 Figura 86 - Capacitor de tântalo em epóxi ........................................................................................................... 111 Figura 87 - Capacitor de tântalo com valor codi!cado em três dígitos ..................................................... 112 Figura 88 - Capacitor de tântalo SMD com valor codi!cado em três dígitos .......................................... 113 Figura 89 - Capacitor de tântalo SMD com valor impresso em µF .............................................................. 113 Figura 90 - Capacitor de tântalo codi!cado em três dígitos e tensão máxima indicada pela letra A ................................................................................................................................................ 114 Figura 91 - Símbolos de capacitores não polarizados ..................................................................................... 115 Figura 92 - Capacitor não polarizado de cerâmica ........................................................................................... 116 Figura 93 - Valores impressos nos capacitores ...................................................................................................117 Figura 94 - Capacitores não polarizados com encapsulamento SMD ....................................................... 118 Figura 95 - Capacitor não polarizado SMD do fabricante K, de 270pF ...................................................... 119 Figura 96 - Capacitor não polarizado de 100nF ................................................................................................. 119 Figura 97 - Símbolos de capacitores não polarizados variáveis, conforme norma ABNT NBR 12521, de 1991 ................................................................................................................... 119 Figura 98 - Modelo de capacitor não polarizado variável .............................................................................. 120 Figura 99 - Capacitor não polarizado variável SMD .......................................................................................... 120 Figura 100 - Símbolos de indutores ....................................................................................................................... 121 Figura 101 - Indutor de 2,7µH................................................................................................................................... 122 Figura 102 - Indutor de 470mH ................................................................................................................................ 122 Figura 103 - Leitura de indutores por meio de código de cores .................................................................. 123 Figura 104 - Indutores SMD ....................................................................................................................................... 124 Figura 105 - Símbolo do relé ..................................................................................................................................... 124 Figura 106 - Circuito controlado por interruptor manual .............................................................................. 125 Figura 107 - Circuito controlado por relé ............................................................................................................. 125 Figura 108 - Circuito automático chaveado a relé ............................................................................................ 126 Figura 109 - Alguns modelos de relé ..................................................................................................................... 126 Figura 110 - Borne KRE de 3 vias .............................................................................................................................. 128 Figura 111 - Exemplo de conector de alimentação .......................................................................................... 128 Figura 112 - Conectores de dados tipo DB9 ........................................................................................................ 129 Figura 113 - Exemplo de conector para sensores e atuadores ..................................................................... 129 Figura 114 - Materiais semicondutores do diodo, com detalhe aos terminais anodo e catodo ..................................................................................................................................... 135 Figura 115 - Símbolos de diodo ............................................................................................................................... 136 Figura 116 - Diodos PTH ............................................................................................................................................. 136 Figura 117 - Diodo SMD .............................................................................................................................................. 137 Figura 118 - Multímetro na escala de diodos com as pontas de prova curto-circuitadas .................. 138 Figura 119 - Multímetro na escala de diodo com as pontas de prova afastadas ................................... 138 Figura 120 - Medição de um diodo de silício reversamente polarizado ................................................... 139 Figura 121 - Medição de um diodo de silício diretamente polarizado ...................................................... 140 Figura 122 - Símbolos do LED ................................................................................................................................... 140 Figura 123 - LED de 5mm, com destaque à identi!cação dos terminais catodo e anodo ................. 141 Figura 124 - LED SMD com destaque à identi!cação do catodo ................................................................. 142 Figura 125 - Símbolos do diodo zener .................................................................................................................. 142 Figura 126 - Diodo zener. Detalhe para identi!cação do catodo e da tensão máxima ....................... 143 Figura 127 - Diodo zener com encapsulamento SOT-23 ................................................................................ 143 Figura 128 - Ponte reti!cadora e esquema elétrico de ligação .................................................................... 144 Figura 129 - Ponte reti!cadora ................................................................................................................................. 144 Figura 130 - Símbolo alternativo da ponte reti!cadora .................................................................................. 145 Figura 131 - Ponte reti!cadora SMD ...................................................................................................................... 145 Figura 132 - Símbolo do transistor bipolar conforme norma IEC60617 de 1996 .................................. 146 Figura 133 - Transistores bipolares PNP e NPN ................................................................................................... 147 Figura 134 - Transistores com encapsulamentos diversos ............................................................................. 148 Figura 135 - Transistores SMD com encapsulamentos diferentes ............................................................... 149 Figura 136 - Estrutura interna do transistor e sua equivalência para teste .............................................. 150 Figura 137 - Testes para identi!car os terminais do transistor ..................................................................... 150 Figura 138 - Testes para identi!car os terminais do transistor ..................................................................... 151 Figura 139 - Símbolos do MOSFET .......................................................................................................................... 152 Figura 140 - MOSFET de depleção de canal tipo P e tipo N. .......................................................................... 153 Figura 141 - MOSFET de enriquecimento de canal tipo P e tipo N ............................................................. 153 Figura 142 - Símbolo do SCR ..................................................................................................................................... 154 Figura 143 - Estrutura interna do SCR .................................................................................................................... 155 Figura 144 - Símbolo do TRIAC ................................................................................................................................. 156 Figura 145 - Estrutura interna do TRIAC e identi!cação dos terminais ..................................................... 156 Figura 146 - Esquema elétrico de um circuito que está integrado ao encapsulamento To-220 ...... 157 Figura 147 - Alguns encapsulamentos de circuito integrado ....................................................................... 158 Figura 148 - Exemplo de esquema elétrico com circuito integrado ........................................................... 159Figura 149 - Como identi!car os terminais de circuitos integrados ........................................................... 159 Figura 150 - Soquete para circuito integrado ..................................................................................................... 160 Figura 151 - Localização dos componentes na placa, conforme máscara de componentes ............ 166 Figura 152 - Placas que compõem um computador ........................................................................................ 168 Figura 153 - Diagrama de conexões de uma máquina de lavar roupas. ................................................... 169 Figura 154 - Chicote com conector ........................................................................................................................ 170 Figura 155 - Flat cable conectado a uma placa de circuito impresso ......................................................... 171 Figura 156 - Flat cable com conector ..................................................................................................................... 171 Figura 157 - Painel traseiro com chave seletora 110V/220V .......................................................................... 178 Figura 158 - Painel traseiro com bivolt automático .......................................................................................... 179 Figura 159 - Painel frontal de uma fonte com duas saídas variáveis e uma !xa .................................... 180 Figura 160 - Exemplo de gerador de funções ..................................................................................................... 184 Figura 161 - Formas de onda disponíveis na maioria dos geradores de função .................................... 184 Figura 162 - Forma de onda quadrada, com amplitude de 2Vpp e 5 ciclos na horizontal ................. 185 Figura 163 - Painel frontal do gerador de funções com as numerações dos itens ................................ 187 Figura 164 - Cabo coaxial com conector BNC e garras jacaré ....................................................................... 188 Figura 165 - Medição de uma tomada utilizando osciloscópio ................................................................... 189 Figura 166 - Osciloscópio analógico ...................................................................................................................... 190 Figura 167 - Painel frontal de um osciloscópio analógico.............................................................................. 192 Figura 168 - Exemplos de traços .............................................................................................................................. 193 Figura 169 - Ponta de prova do osciloscópio ...................................................................................................... 194 Figura 170 - Traço inclinado em relação às linhas horizontais do quadriculado ................................... 195 Figura 171 - Traço ajustado paralelamente em relação às linhas horizontais do quadriculado ...... 195 Figura 172 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,5ms ..................................................... 196 Figura 173 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,2ms ..................................................... 196 Figura 174 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,1ms ..................................................... 196 Figura 175 - Controle de varredura vertical posicionado em 1volt/div .................................................... 197 Figura 176 - Controle de varredura vertical posicionado em 2volt/div .................................................... 197 Figura 177 - Controle de varredura vertical posicionado em 5volt/div .................................................... 198 Figura 178 - Utilização da chave divisora da ponta de prova ....................................................................... 198 Figura 179 - Osciloscópio digital ............................................................................................................................. 200 Figura 180 - Painel frontal de um osciloscópio digital..................................................................................... 202 Figura 181 - Checklist para testes de comissionamento ................................................................................. 210 Quadro 1 - Exemplo de lista de componentes .................................................................................................... 166 Tabela 1 - Tolerâncias para resistores de !o ............................................................................................................98 Tabela 2 - Tensões para capacitores ......................................................................................................................... 114 Tabela 3 - Tolerâncias para capacitores de cerâmica ......................................................................................... 116 Tabela 4 - Capacitâncias para capacitores não polarizados SMD ................................................................. 118 Tabela 5 - Tolerâncias para indutores ...................................................................................................................... 122 Tabela 6 - Amplitudes de tensão fornecidas por um gerador de funções ................................................. 186 Tabela 7 - Relação Volt/div de acordo com a posição escolhida para a medição de tensão.................................................................................................................................. 199 Sumário 1 Introdução ........................................................................................................................................................................15 2 Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos .................................................................................21 2.1 Placa de circuito impresso (PCI) .............................................................................................................22 2.1.1 Tipos de pci .................................................................................................................................24 2.1.2 Processos de fabricação..........................................................................................................27 2.2 Levantamento de circuito ........................................................................................................................33 3 Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos ........................................................................................37 3.1 Cuidados elétricos ......................................................................................................................................38 3.2 Cuidados mecânicos ..................................................................................................................................41 4 Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos ................................................................................47 4.1 Ferramentas e materiais para soldagem dos componentes .......................................................48 4.1.1 Solda e #uxo ...............................................................................................................................48 4.1.2 Soldador .......................................................................................................................................50 4.1.3 Suporte para soldador ............................................................................................................52 4.1.4 Sugador de solda ......................................................................................................................53 4.1.5 Malha para dessoldar ..............................................................................................................564.2 Técnicas de soldagem de componentes ............................................................................................57 4.2.1 Soldagem de componentes PTH .........................................................................................59 4.2.2 Soldagem de componentes SMD .......................................................................................66 4.3 Ferramentas e materiais para dessoldagem de componentes ..................................................77 4.3.1 Soprador térmico ......................................................................................................................77 4.3.2 Estação de retrabalho SMD ...................................................................................................78 4.4 Técnicas de dessoldagem de componentes .....................................................................................79 4.4.1 Dessoldagem de componentes PTH..................................................................................79 4.4.2 Dessoldagem de componentes SMD ................................................................................81 4.5 Segurança durante a soldagem e dessoldagem .............................................................................83 4.6 Descarte de materiais provenientes da soldagem e dessoldagem ..........................................84 5 Componentes de sistemas eletrônicos ..................................................................................................................87 5.1 Aspectos gerais sobre os componentes eletrônicos ......................................................................88 5.1.1 Encapsulamento........................................................................................................................88 5.1.2 Dissipadores de calor...............................................................................................................90 5.1.3 Folha de dados (datasheet)....................................................................................................92 5.1.4 Normas de simbologia eletrônica .......................................................................................92 5.2 Resistor ...........................................................................................................................................................93 5.2.1 Resistores !xos ...........................................................................................................................93 5.2.2 Resistores ajustáveis ............................................................................................................. 101 5.2.3 Resistores variáveis ................................................................................................................ 106 5.3 Capacitor ..................................................................................................................................................... 107 5.3.1 Capacitores polarizados ...................................................................................................... 108 5.3.2 Capacitores não polarizados .............................................................................................. 114 5.3.3 Capacitor variável .................................................................................................................. 119 5.4 Indutor ......................................................................................................................................................... 121 5.4.1 Indutor – PTH ........................................................................................................................... 121 5.4.2 Indutor – SMD ......................................................................................................................... 123 5.5 Relé ................................................................................................................................................................ 124 5.6 Conectores ................................................................................................................................................. 127 5.6.1 Bornes ........................................................................................................................................ 127 5.6.2 Conectores de alimentação ............................................................................................... 128 5.6.3 Conectores de dados ............................................................................................................ 128 5.6.4 Conectores para sensores e atuadores .......................................................................... 129 6 Dispositivos semicondutores ................................................................................................................................. 133 6.1 Introdução aos semicondutores ......................................................................................................... 134 6.2 Diodo ............................................................................................................................................................ 134 6.2.1 Diodo reti!cador e diodo para pequenos sinais – PTH ............................................ 135 6.2.2 Diodo reti!cador e diodo para pequenos sinais – SMD .......................................... 137 6.2.3 Procedimento de teste para identi!cação dos terminais do diodo reti!cador e do diodo para pequenos sinais .................................................. 137 6.2.4 LED .............................................................................................................................................. 140 6.2.5 LED – SMD ................................................................................................................................ 141 6.2.6 Diodo zener .............................................................................................................................. 142 6.2.7 Diodo zener – SMD ................................................................................................................ 143 6.3 Ponte reti!cadora .................................................................................................................................... 143 6.3.1 Ponte reti!cadora – SMD..................................................................................................... 145 6.4 Transistor ..................................................................................................................................................... 145 6.4.1 Transistor bipolar.................................................................................................................... 146 6.4.2 Transistor bipolar – SMD ...................................................................................................... 148 6.4.3 Procedimentos de teste para identi!cação dos terminais do transistor bipolar ................................................................................................................... 149 6.4.4 Transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFET) ............... 152 6.4.5 Transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor (MOSFET) – SMD ..................................................................................................................... 154 6.5 Tiristores ...................................................................................................................................................... 154 6.5.1 SCR .............................................................................................................................................. 154 6.5.2 SCR – SMD ................................................................................................................................ 155 6.5.3 Triac .............................................................................................................................................155 6.5.4 Triac – SMD ............................................................................................................................... 156 6.6 Circuitos integrados ................................................................................................................................ 157 6.6.1 Soquetes para circuito integrado ..................................................................................... 160 7 Instalação de sistemas eletrônicos ....................................................................................................................... 165 7.1 Procedimentos de rotina de trabalho............................................................................................... 166 7.2 Conexões entre dispositivos ................................................................................................................ 168 7.2.1 Tipos de conexões ................................................................................................................. 169 8 Equipamentos e instrumentos ............................................................................................................................... 175 8.1 Fonte de tensão ........................................................................................................................................ 176 8.1.1 Características das fontes de tensão CC ........................................................................ 177 8.1.2 Painel traseiro .......................................................................................................................... 178 8.1.3 Painel frontal ............................................................................................................................ 180 8.2 Gerador de funções ................................................................................................................................. 183 8.2.1 Características ......................................................................................................................... 184 8.2.2 Painel traseiro .......................................................................................................................... 186 8.2.3 Painel frontal ............................................................................................................................ 186 8.3 Osciloscópio analógico .......................................................................................................................... 189 8.3.1 Características ......................................................................................................................... 191 8.3.2 Painel traseiro .......................................................................................................................... 192 8.3.3 Painel frontal ............................................................................................................................ 192 8.4 Osciloscópio digital ................................................................................................................................. 200 8.4.1 Características ......................................................................................................................... 201 8.4.2 Painel traseiro .......................................................................................................................... 202 8.4.3 Painel frontal ............................................................................................................................ 202 9 Validação da instalação de sistemas eletrônicos ............................................................................................. 207 9.1 Comissionamento .................................................................................................................................... 208 9.1.1 Medições e ajustes ................................................................................................................ 208 9.1.2 Funcionamento de acordo com o projeto .................................................................... 209 9.1.3 Identi!cação e correção de possíveis falhas ................................................................ 211 9.2 Relatórios .................................................................................................................................................... 212 Referências ........................................................................................................................................................................ 217 Minicurrículos dos autores .......................................................................................................................................... 219 Índice .................................................................................................................................................................................. 221 1 Introdução Esta unidade curricular, Instalação de sistemas eletrônicos, faz parte do Módulo Especí! co I, que o quali! ca para atuar como instalador de sistemas eletroeletrônicos e subsidia o desenvol- vimento das capacidades técnicas, sociais, organizativas e metodológicas dos Módulos Especí- ! cos II e III, conforme a ! gura a seguir: INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS16 Técnico em Eletroeletrônica (1200 h) Mantenedor de Sistemas Eletroeletrônicos (900 h) Instalador de Sistemas Eletroeletrônicos (600 h) Entrada Módulo Básico (300 h) Tr Módulo Específico I (300 h) Instalação de Sistemas Eletroeletrônicos Módulo Específico II (300 h) Manutenção de Sistemas Eletroeletrônicos Módulo Específico III (300 h) Desenvolvimento de Sistemas Eletroeletrônicos Figura 1 - Itinerário formativo do curso Técnico de Eletroeletrônica Fonte: SENAI-SP (2012) 1 INTRODUÇÃO 17 Assim, este material contribui para o desenvolvimento de competências rela- tivas às técnicas de montagem e à validação de equipamentos eletrônicos, bem como à seleção de equipamentos e instrumentos para a realização dessas ativida- des. Além disso, serão abordados os aspectos sociais, organizativos e metodológi- cos inerentes à atuação do técnico em eletroeletrônica nas situações de trabalho. Para isso, esta unidade curricular se propõe a desenvolver as seguintes capa- cidades técnicas: de!nir a sequência de atividades de instalação; identi!car a necessidade de equipamentos, ferramentas e materiais para re- alizar a instalação; requisitar equipamentos, ferramentas e materiais necessários para realizar a instalação; montar sistemas eletrônicos; validar a instalação dos sistemas eletroeletrônicos; registrar, em documentação própria, as sugestões de alterações para o pro- jeto em função das di!culdades identi!cadas na instalação; registrar os dados coletados nos processos de instalação e validação. Para desenvolver essas capacidades, nosso material foi dividido em nove capí- tulos, sendo este o capítulo 1. No capítulo 2, Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos, es- tudaremos os meios pelos quais os componentes eletrônicos são montados e interligados. No capítulo 3, Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos, aborda- remos questões técnicas de manuseio desses componentes. No capítulo 4, Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos, es- tudaremos as técnicas para soldagem de componentes eletrônicos, bem como as ferramentas e equipamentos envolvidos nesse processo. No capítulo 5, Componentes de sistemas eletrônicos, falaremos sobre os tipos e as características dos componentes eletrônicos. No capítulo 6, Dispositivos semicondutores, trataremos sobre os tipos e as ca- racterísticas dos componentes eletrônicos fabricados a partir de semicondutores. No capítulo 7, Instalação de sistemas eletrônicos, estudaremos o documen- to que norteia as rotinas de trabalho do instalador de sistemas eletrônicos e as formas de conexão entre os dispositivos.INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS18 No capítulo 8, Equipamentos e instrumentos, apresentaremos os equipa- mentos necessários para a realização das atividades de validação de um instala- dor de sistemas eletrônicos. Por !m, no capítulo 9, Procedimentos de validação de sistemas eletrônicos, abordaremos os procedimentos de testes necessários para validar um sistema eletrônico, bem como os relatórios envolvidos nesse processo. Preparado(a)? Então, vamos lá! 1 INTRODUÇÃO 19 Anotações: 2 Introdução à montagem de equipamentos eletrônicos Quando você ouve falar em equipamentos eletrônicos, quantas coisas lhe vêm à cabeça? Não é novidade a! rmar que em todos os lugares e em tudo o que fazemos estamos cerca- dos por equipamentos eletrônicos, desde aparelhos domésticos, como televisores e sistemas de som, até a eletrônica mais so! sticada presente na indústria em geral, como na aviação, na automobilística, no computador em que este texto foi digitado, entre outros. Com esses exemplos, você deve ter percebido que é enorme a quantidade de artefatos1 eletrônicos que fazem parte de nosso dia a dia e que, embora tenham funções e formatos diferentes, possuem uma característica em comum: são formados pela combinação de vários componentes instalados, de acordo com os esquemas elétricos que os constituem. Esses componentes, por sua vez, são muito importantes, pois estão relacionados ao que você precisa saber para dominar as técnicas de instalação dos equipamentos eletrônicos e co- nhecer onde e de que maneira eles são montados. Assim, ao ! nal do capítulo, você terá subsídios para: identi! car como e onde os componentes são ! xados nos equipamentos eletrônicos; conhecer os tipos de placas de circuito impresso e como eles são fabricados. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS22 2.1 PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO (PCI) Cada projetista, engenheiro, tecnólogo ou técnico eletrônico, quando idealiza um projeto, desenha esquemas elétricos, indicando os componentes necessá- rios a sua produção, assim como sua disposição. Esses esquemas funcionam como mapas que indicam de que maneira os componentes devem ser interligados, ou seja, conectados !sicamente entre si, conforme discriminado pelo esquema elé- trico, para que o circuito eletrônico funcione efetivamente. Inicialmente, quando surgiram os primeiros equipamentos de rádio e televi- são, as suas interligações eram feitas por meio de uma ponte de terminais, que servia como base para soldar os componentes e suas interligações, conforme mostra a !gura 2. componentes eletrônicos ponte de terminais Figura 2 - Circuito eletrônico montado em ponte de terminais Fonte: SENAI-SP (2012) Observe que o circuito mostrado é composto por uma pequena quantidade de componentes. Agora, imagine um circuito elétrico bem mais complexo, formado por deze- nas de componentes. Como !cariam as ligações desses componentes por meio de uma ponte de terminais? Provavelmente, você chegará à conclusão de que a interligação seria muito complexa. Durante a montagem, seria muito difícil de identi!car as ligações que já foram feitas ou as que estão faltando. Encontrar os pontos para realizar os testes e as medições de veri!cação do circuito também não seria uma tarefa fácil. 1 ARTEFATOS Artefatos são objetos feitos à mão ou produzidos industrialmente. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 23 Para resolver essas questões, foram criadas as chamadas Placas de Circuito Impresso (PCI), ou Printed Circuit Board (PCB), em inglês. Essas placas permitem a interligação dos componentes de uma forma muito mais organizada, conforme você pode observar na !gura 3. Figura 3 - Circuito eletrônico montado em placa de circuito impresso (PCI) Fonte: SENAI-SP (2012) Na PCI, os componentes são interligados por meio de trilhas feitas de um ma- terial condutor, em geral de cobre, desenhadas de forma a permitir a interligação entre eles, conforme o esquema elétrico. O desenho que representa as trilhas é chamado de leiaute. Essas trilhas são desenhadas sobre uma placa feita de material isolante, que serve de apoio para os componentes. O isolante pode ser feito de vários tipos de materiais, sendo os mais utilizados o fenolite (papelão impregnado com resina fenólica), a !bra de vidro, o composite (mistura de resina fenólica e !bra de vidro) e a cerâmica. Veja, na !gura 4, a seguir, como as trilhas podem ser dispostas sobre uma PCI. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS24 Figura 4 - Trilhas de cobre sobre uma PCI Fonte: SENAI-SP (2012) Observe que, por estarem traçadas em uma placa plana, as trilhas precisam ser desviadas, formando rotas até atingir seu destino, de modo que uma não toque na outra. O leiaute da PCI deverá prever todas as interligações do circuito elétrico e mostrar o percurso de cada uma das trilhas. As trilhas que representam diferentes conexões não podem se cruzar ou mes- mo se tocar, porque haveria um contato elétrico indesejado entre elas. Por essa razão, quanto maior for a quantidade de componentes e interligações, mais difícil será a confecção do leiaute. Assim, como instalador de sistemas eletrônicos, você receberá a PCI pronta para !xar os componentes. Neste tópico vamos conhecer os tipos de PCI e como elas são fabricadas. Ficou curioso? Então, vamos aos estudos. 2.1.1 TIPOS DE PCI Existem basicamente três tipos de PCIs: de face simples, de dupla face e de multicamadas. A escolha do tipo de PCI varia em função da complexidade do leiaute, ou seja, da quantidade de interligações entre os componentes. A partir de agora, vamos falar sobre cada uma delas. Acompanhe. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 25 PCI de face simples: possui trilhas de cobre em uma face, ou seja, apenas em um dos lados do material isolante. A vantagem dela está no processo de fabricação, que é simples, podendo ser re- alizado inclusive de forma artesanal. Com poucos recursos, podemos até construir uma PCI em casa. A desvantagem está no desenho do leiaute que pode ser muito complicado para esquemas elétricos com muitas conexões. Abordaremos em deta- lhe o processo de fabricação desse tipo de placa no subtópico 2.1.2. A !gura 5, a seguir, mostra uma placa de face simples vista lateralmente. Ob- serve que as trilhas de cobre estão presentes apenas na face de cima. trilha de cobre trilha de cobre trilha de cobre isolante Figura 5 - PCI de face simples com detalhe para as trilhas de cobre na superfície Fonte: SENAI-SP (2012) PCI de dupla face: possui trilhas de cobre nas duas superfícies do material isolante. Isso signi!ca que existem dois leiautes que se complementam entre si, um para cada face, o que facilita a sua confecção, pois minimiza o proble- ma das trilhas que não podem se cruzar ou se tocar. Ou seja, nesse tipo de placa, a interligação dos componentes é dividida em dois planos. Outra facilidade desse tipo de PCI é que uma trilha pode iniciar em uma face e terminar na outra. A interligação entre uma face e outra é feita por meio de um furo no material isolante, conforme representado na !gura 6. Observe que esse furo funciona como um túnel, que deve coincidir com as trilhas nas duas faces da PCI. Esse furo, conhecido como furo de passagem, recebe uma camada metaliza- da, que garante a conexão elétrica entre as duas faces. trilha de cobre furo de passagem isolante Figura 6 - PCI dupla face com os furos de passagem Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS26 A vantagem desse tipo de PCI está, portanto, na confecção do leiaute. Já a desvantagem está no seu processo de fabricação, que é um pouco mais com- plexo se comparado à PCI de face simples, pois exige mais tecnologia como, por exemplo, a metalização dos furos de passagem. Isso di!culta a sua produção do ponto de vista artesanal. Mas existem diversas empresas especializadas na confecção desse tipo de pla- ca, com custo acessível, inclusive para pequenos projetos com dezenas de unida- des. Pela sua relação de custo ebenefício, esse é o tipo de PCI mais utilizado. PCI de multicamadas: possui muitas camadas, uma vez que ela utiliza, além das superfícies externas, como a PCI de dupla face, camadas que se encon- tram dentro do material isolante, montadas como um sanduíche. Veja, na !gura 7, como é feita a composição dessas camadas. trilha de cobrefuro de passagem isolante isolante isolante Figura 7 - PCI multicamadas com quatro camadas de trilhas de cobre e alguns furos de passagem Fonte: SENAI-SP (2012) A vantagem desse tipo de PCI está no fato de facilitar a confecção do leiaute de circuitos elétricos mais complexos e a miniaturização da PCI, visto que o leiaute consegue atender à quantidade de ligações do circuito elétrico, utilizando uma área bem menor. A desvantagem está na tecnologia envolvida no processo de fabricação desse tipo de PCI, que é bem mais caro, pois exige equipamentos mais so!sticados. Por esse motivo, essa tecnologia está acessível apenas para grandes projetos, ou seja, só vale a pena produzi-la se for grande a sua demanda. Até aqui, vimos que, além de organizar melhor os componentes, a PCI facilita a interligação elétrica entre eles. Aprendemos também como as interligações são feitas por meio das trilhas de cobre. Mas você deve estar se perguntando: “como essas trilhas de cobre são impressas na placa?” A resposta está no processo de fabricação da PCI, que você estudará a seguir. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 27 2.1.2 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO Existem dois processos diferentes para a formação das trilhas: por adição e por subtração. Vejamos cada um deles. Por adição: o material condutor que forma as trilhas é adicionado sobre o material isolante, conforme o leiaute. O isolante funciona como uma folha em branco, local em que as trilhas são desenhadas ou impressas sobre ele. Existem algumas técnicas diferentes que podem ser utilizadas no processo de adição, sendo que algumas são patenteadas, ou seja, só podem ser utilizadas com a permissão da empresa que as criou. Em geral, a adição ocorre por meio de grandes máquinas, de porte industrial, e torna-se viável apenas para grandes produções. A partir de agora, vamos nos ater ao processo de subtração, pois além de ser o mais empregado em baixa e média escala, pode ser utilizado também para gran- des produções. Por subtração: consiste na remoção do material condutor, uma vez que este já se encontra colado sobre o material isolante como uma chapa bem !na, que cobre toda a sua superfície. A subtração é realizada nas áreas desnecessá- rias, mantendo apenas as regiões que formarão as trilhas, conforme o leiaute. Veri!que, à esquerda da !gura 8 a seguir, a PCI em seu estado inicial, também conhecida como PCI virgem. Note que sua face é toda constituída pelo material condutor, que nesse caso é de cobre. Veja, à direita, a mesma PCI após o processo de subtração. Observe que o cobre foi removido de várias partes, restando apenas as trilhas. Figura 8 - PCI antes e depois do processo de subtração Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS28 VOCÊ SABIA? O método de subtração é o mais utilizado na produção em baixa e média escala devido ao seu menor custo. Em contrapartida, o processo de adição é muito utilizado nas PCIs de multicamadas, uma vez que a subtração não pode ser aplicada nas camadas intermediárias. Para compreender melhor o processo de subtração e conhecer as principais técnicas que se utilizam desse método, vamos conhecer inicialmente como o co- bre é removido da PCI. A remoção do material condutor indesejado ocorre pelo efeito de diferentes soluções ácidas. A escolha da solução varia em função do custo, do impacto am- biental2, da velocidade de corrosão e do tipo de PCI. Os mais comuns são: Cloreto Férrico: mais conhecido na área da Eletrônica como Percloreto de Ferro. Ambos os nomes estão corretos e registrados, conforme o Código ONU3 1773. Possui baixo custo e o processo de corrosão é lento. É muito uti- lizado na produção de PCI artesanal ou em baixa escala; Persulfato de Amônio: custo maior e processo de corrosão mais lento, se comparado ao Percloreto de Ferro. Pode ser utilizado na produção de PCI artesanal ou em baixa escala. Está registrado sob o Código ONU 1444; Ácido Nítrico: apresenta alta velocidade de corrosão e é mais utilizado em escala industrial. Está registrado sob o Código ONU 2031. FIQUE ALERTA Os produtos químicos podem ser prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Por isso, devem ser manuseados com cuidado, seguindo as recomendações de segurança e de preservação do meio ambiente, conforme descrito na Ficha de Informações de Segurança de Produto Químico (FISPQ4). SAIBA MAIS Você pode obter mais informações sobre os produtos quí- micos no site da CETESB- SP, acessando <http://www.cetesb. sp.gov.br/>. Esse endereço eletrônico é muito consultado pelas concessionárias de rodovias de diversos estados, pois possui instruções específicas sobre os procedimentos de emergência relacionados aos produtos químicos. Se mergulharmos uma PCI virgem diretamente no percloreto de ferro ou ou- tra solução ácida utilizada no processo de subtração, após algum tempo, todo o material condutor da PCI será removido, restando apenas o isolante. Para que isso não aconteça, precisamos proteger as regiões da área do material condutor que queremos transformar em trilhas. 2 IMPACTO AMBIENTAL São alterações ocorridas no meio ambiente por determinada ação ou atividade humana. Para o caso das soluções ácidas utilizadas no processo de subtração, o impacto ambiental é a contaminação do solo e do lençol freático. O nível de contaminação varia, conforme o tipo de ácido utilizado. 3 CÓDIGO ONU Ou Número ONU, para produtos químicos é o número de série de quatro dígitos, dado ao artigo ou substância química, de acordo com o sistema das Nações Unidas. É usado para identi!car o produto químico de forma padronizada. 4 FISPQ (FICHA DE INFORMAÇÕES DE SEGURANÇA DE PRODUTO QUÍMICO) É um documento normalizado pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), conforme a norma ABNT- NBR 14725. Contém informações sobre transporte, manuseio, armazenamento e descarte de produtos químicos, considerando os aspectos de segurança, saúde e meio ambiente. O documento, obrigatório para a comercialização desses produtos, deve ser recebido pelos empregadores que os utilizam. 5 SOLUÇÃO FOTOSSENSÍVEL É uma solução líquida viscosa que se solidi!ca quando exposta à luz. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 29 Para realizar essa proteção, desenhamos o leiaute sobre a PCI. O desenho é feito com uma tinta imune ao percloreto de ferro ou à solução ácida que será utilizada. Dessa forma, a região de cobre que está sob o desenho não será afetada pelo ácido. Ao ! nal do banho, a região condutora que não contém o leiaute será removida e a região condutora sob a área desenhada permanecerá intacta. A tinta utilizada depende do processo, conforme veremos a seguir. Leiaute sobre a PCI cobreada PCI após o processo de subtração e limpeza Figura 9 - Fabricação de PCI por processo de subtração Fonte: SENAI-SP (2012) É importante saber ainda que existem algumas maneiras de se fazer o dese- nho do leiaute sobre o cobre. As mais conhecidas são estas: processo manual: o desenho é feito com uma caneta para retroprojetor ou CD-ROM; processo de serigra" a: em uma tela de tecido, é formada uma espécie de molde do desenho do leiaute. Essa tela é, então, utilizada como matriz, na qual a tinta é vazada por meio dela pela pressão de um rodo ou puxador. É o processo mais utilizado, pois o molde pode ser utilizado centenas de vezes, reduzindo o custo e aumentando a produtividade; processo fotográ" co de gravação: a PCI é banhada em uma solução fotossensível5. Em seguida, a placa é exposta à luz e o excesso dessa solução é removido em meio corrosivo, permanecendo apenas o desenho do leiaute sobre a PCI.Esse processo é semelhante ao de revelação de ! lme fotográ! co; processo de transferência térmica de imagem: o leiaute é impresso em um papel próprio para transferência (transfer), que é colocado sobre a placa. Em seguida, a imagem desenhada no papel é transferida para a PCI por meio de uma prensa térmica. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS30 VOCÊ SABIA? O processo de serigrafia utilizado na fabricação de PCI é o mesmo utilizado para estampar camisetas. A vanta- gem da serigrafia está em sua alta produtividade. Existe um trabalho inicial na confecção da tela, mas depois de pronta, a reprodução do desenho é bastante rápida. Muitas empresas utilizam uma técnica chamada hot air, que consiste em mer- gulhar a PCI num tanque de solda e depois remover o excesso, utilizando jato de ar quente. A solda é depositada apenas nos locais que formarão as ilhas e as trilhas, pois as áreas que não precisam recebê-la são previamente protegidas com uma tinta, em processo semelhante ao que descrevemos para desenhar o leiaute sobre a PCI. Após receber essa camada de solda, a PCI passa pelo processo de sub- tração normal. A substância ácida não ataca a solda e, por isso, removerá apenas o cobre que está exposto. Existe ainda um processo de subtração diferente, em que o cobre indesejado não é removido por solução ácida, mas pela ação de uma máquina que utiliza uma ferra- menta de corte para isso. O cobre é removido de forma semelhante a uma raspagem. A ferramenta de corte é movimentada automaticamente, guiada por um programa de computador que contém as coordenadas das regiões de cobre que devem ser removidas. A máquina responsável por isso é conhecida como prototipadora de PCI. Por ser cara e extremamente lenta, é utilizada apenas para prototipagem, ou seja, em empresas que desenvolvem placas para protótipo, em que quase sempre uma unidade é su!ciente. Em processos industriais de corrosão, a confecção de ape- nas uma unidade se torna cara, o que justi!ca o uso dessa máquina. As versões mais avançadas utilizam o laser em substituição à ferramenta de corte. Agora, se você está pensando que após remover o cobre indesejado o proces- so está acabado, enganou-se. E sabe por quê? Independentemente do processo de fabricação ser realizado por adição ou subtração, a PCI ainda precisa passar pela fase de acabamento, que se efetiva ao percorrer estas etapas: a) perfuração: a PCI precisa ser perfurada onde, no leiaute, são previstos os furos para a !xação dos componentes, conectores, furos de passagem e, além desses, os furos para a !xação da placa dentro da caixa em que será instalada; b) metalização: caso a PCI seja de dupla face ou de multicamadas, ela deverá passar por um processo de metalização dos furos de passagem, de forma a garantir a conexão elétrica entre as camadas, conforme previsto no leiaute. A técnica de hot air dispensa essa etapa, pois a metalização ocorre no ins- tante em que a placa é mergulhada na solda; 6 OXIDAÇÃO É um processo que ocorre com o cobre (e outros metais) quando ele entra em contato com o oxigênio. Inicialmente, o cobre oxidado apresenta coloração mais escura, que pode evoluir até uma cor esverdeada nos casos mais avançados. O processo de oxidação reduz a condutividade e, em casos extremos, pode corroer uma trilha. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 31 c) proteção: a PCI recebe uma camada de proteção sobre as trilhas para impe- dir a sua oxidação#. O verniz protetor é que dá a cor característica das PCIs. Inicialmente, os vernizes eram predominantemente verdes, mas atualmen- te são encontrados em mais cores como vermelho, azul, amarelo ou preto. O verniz cobre toda a superfície onde estão as trilhas, deixando expostos ape- nas os furos de passagem e os pontos que receberão a solda, em que serão !xa- dos os componentes. Esses pontos recebem o nome de ilhas. Veja na !gura 10 que existem diversos tamanhos e formatos de ilhas. Eles po- dem ser identi!cados na !gura pelo seu aspecto metalizado, na cor prata; Figura 10 - PCI com várias ilhas, identi!cadas pelo aspecto metalizado Fonte: SENAI-SP (2012) d) máscara dos componentes: para concluir, podemos imprimir na PCI um desenho que identi!ca o local de cada componente, assim como a sua po- laridade, caso exista. Esse desenho, conhecido por máscara dos compo- nentes, facilita não só a instalação dos componentes na PCI, mas também a sua manutenção. Abordaremos essa questão com mais detalhes no capí- tulo 7, que trata dos procedimentos para Instalação de sistemas eletrôni- cos, neste mesmo livro. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS32 Veja, na !gura 11, um exemplo de máscara de componentes destacados em branco. Figura 11 - PCI com a impressão da máscara dos componentes Fonte: SENAI-SP VOCÊ SABIA? Empresas, independentemente do porte, costumam ter- ceirizar a confecção de suas PCIs. Existem, no mercado, empresas especializadas na confecção de PCIs. Quem contrata o serviço fornece os desenhos da PCI (leiaute, máscara dos componentes etc), e a empresa contratada devolve a PCI pronta para receber os componentes. Após essas etapas, a PCI estará pronta para receber os componentes. A !gura 12 mostra uma PCI ao !nal do processo. Na !gura 12, à esquerda, te- mos uma das faces. Observe as ilhas e as trilhas. À direita, temos a face oposta, que além das ilhas e trilhas, contém a máscara dos componentes. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 33 Figura 12 - PCI de dupla face pronta Fonte: SENAI-SP (2012) 2.2 LEVANTAMENTO DE CIRCUITO Conforme vimos no tópico anterior, o leiaute é o desenho que representa um esquema elétrico em forma de trilhas feitas a partir do esquema elétrico. O pro- cedimento chamado levantamento de circuito é exatamente o oposto. A partir do leiaute, ou seja, observando a PCI, você pode percorrer os caminhos traçados pelas trilhas e desenhar o esquema elétrico. Como as trilhas representam as conexões elétricas entre os componentes, ob- servando cada uma das trilhas, você saberá como os componentes estão interli- gados, e por meio dessa informação é possível desenhar o esquema elétrico ou parte dele, conforme a necessidade. Como instalador, certamente você terá o esquema elétrico em mãos, mas é im- portante saber que é possível realizar o levantamento de circuito, seja para uma simples conferência, seja em um caso de emergência em que o esquema elétrico não esteja disponível. No capítulo a seguir, você aprenderá as técnicas para manusear adequada- mente os componentes de um circuito. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS34 CASOS E RELATOS O percloreto de ferro e o meio ambiente No início da década de 1990, quando tive meu primeiro contato com a eletrônica, costumava montar pequenos circuitos eletrônicos. Eram pro- jetos de revistas, voltados para iniciantes. Confeccionava as PCIs em casa, utilizando o percloreto de ferro. Na época, o percloreto de ferro era facilmente encontrado nas lojas de componentes eletrônicos e não havia recomendações na embalagem quanto ao descarte do produto. Aliás, falava-se muito pouco sobre meio ambiente naquela época. O tempo passou e essa questão ambiental ganhou força. Atualmente, somos muito mais conscientes sobre isso. Existem variações, conforme a legislação de cada estado ou município. Mas, de forma geral, para ser des- cartado, o percloreto de ferro deve ser neutralizado, conforme as orienta- ções do fabricante, e encaminhando para um aterro químico industrial. Em produção de larga escala ou para empresas especializadas na confec- ção de PCI, certamente existem procedimentos especí!cos para isso. Mas para pequenas produções ou produções artesanais, como as que costumava fazer, ainda existem problemas. O percloreto continua sendo encontrado facilmente e ainda sem recomendações claras de descarte na embalagem. Inclusive as escolas técnicas têm encontrado di!culdades quanto ao descarte e procurado alternativas, como terceirizar a confec- ção das PCIs, por exemplo.Se você utilizar o percloreto de ferro na sua casa, a sugestão de descarte sugerida na FISPQ é destinar o produto para a empresa de saneamento básico do seu município, já que o percloreto de ferro é muito utilizado no tratamento de e#uentes. Embora não seja uma solução de!nitiva, ao menos é uma opção, enquanto ainda não existem procedimentos mais claros e simpli!cados para o descarte do percloreto de ferro. 2 INTRODUÇÃO À MONTAGEM DE EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS 35 RECAPITULANDO Neste capítulo, aprendemos que a PCI serve de apoio para a montagem e a interligação dos componentes eletrônicos. A interligação é feita por meio de trilhas condutoras, normalmente de cobre. O desenho das tri- lhas, chamado de leiaute, representa as interligações dos componentes, conforme determinado pelo esquema elétrico do circuito. As trilhas po- dem ser desenhadas em uma, duas ou mais camadas na PCI, conforme a quantidade de interligações necessárias. No próximo capítulo, apresentaremos as técnicas de manuseio dos com- ponentes de sistemas eletrônicos e suas características. 3 Técnicas de manuseio de componentes eletrônicos Agora que você conhece as características das PCIs, vamos falar um pouco sobre o manu- seio dos componentes eletrônicos que as compõem. Mas, antes mesmo de conhecer as parti- cularidades de cada componente que será estudado no capítulo 5, Componentes de sistemas eletrônicos, precisamos saber que todos eles têm uma característica em comum: não podem ser manuseados de qualquer maneira. O simples toque do nosso dedo sobre um deles pode dani! cá-lo ou, como popularmente falamos, “queimá-lo”. Mas será que isso é um exagero ou uma “força de expressão”? Sabemos que não, pois esse é um fenômeno comum. Por isso, a partir de agora, vamos entender como e por que isso ocorre. Assim, ao ! nal deste capítulo, você terá subsídios para: identi! car os riscos que os componentes eletrônicos estão expostos durante o seu manuseio; aplicar técnicas de manuseio para prevenção dos danos aos componentes eletrônicos. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS38 3.1 CUIDADOS ELÉTRICOS Certamente você já ouviu falar sobre uma experiência em que passamos um pente no cabelo e, em seguida, esse objeto atrai pequenos pedaços de papel. Você sabia que esse fenômeno se deve à eletricidade estática? Assim como ocorreu com o pente, nosso corpo também é capaz de armazenar cargas elétricas. Esse processo pode ocorrer naturalmente, quando caminhamos sobre um car- pete, por exemplo. O fato é que, em muitas situações, nosso corpo está armaze- nando cargas elétricas e nem sempre nos damos conta disso até tocarmos em algum objeto ligado a terra. Quando um corpo, que estava carregado, entra em contato com um objeto conectado a terra, ele é descarregado. No momento em que ocorre a descarga elétrica, levamos um choque. Em algumas situações em que isso ocorre – por exemplo, quando vamos abrir uma porta e seguramos na maçaneta – temos a sensação de estar “tomando cho- que”. Esse choque ocorre apenas no primeiro toque, quando ainda estamos car- regados de carga elétrica. Após a descarga, podemos tocar na maçaneta que não levaremos outro choque elétrico. Uma nova descarga só ocorrerá se nosso corpo acumular novamente uma certa quantidade de carga. Essa descarga é conhecida como ESD, do inglês, electrostatic discharge, que signi!ca descarga eletrostática. VOCÊ SABIA? O meio mais conhecido de descarga eletrostática é o relâmpago, em que as cargas elétricas acumuladas nas nuvens são descarregadas no solo. Agora, é importante você entender que a quantidade de energia acumulada em nosso corpo depende de diversos fatores, como tipo de pele, umidade relativa do ar e a maneira como ele foi carregado. Porém, nesse caso, a corrente elétrica é tão baixa que a ESD não nos coloca em perigo. Sentimos apenas o desconforto do choque elétrico. Assim, o que para nós não passa de um grande desconforto, para muitos com- ponentes eletrônicos pode representar a sua inutilização. Ou seja, se nosso corpo estiver carregado, ao tocarmos em um componente, podemos dani!cá-lo. Alguns deles são muito sensíveis e não suportam a quantidade de energia transmitida por meio da ESD. Externamente podem parecer intactos, mas, inter- namente, podem ter sido dani!cados ou, até mesmo, destruídos. Eles podem dei- xar de funcionar ou não funcionar adequadamente. Essa é uma informação muito 3 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 39 preciosa para nós, pois revela que não é possível identi!car visualmente um com- ponente dani!cado por meio da ESD do nosso corpo. Por isso, como instalador eletrônico, você precisará tomar alguns cuidados para prevenir a ESD e preservar os componentes eletrônicos, quais sejam: minimizar as questões que contribuem para a carga eletrostática: uma boa prática para os laboratórios de eletrônica é evitar o uso de materiais que contribuem para o acúmulo de cargas eletrostáticas. Veja: pisos mais ásperos podem ser melhores que pisos lisos. Se o piso for de carpete, pode ser colo- cado um tapete antiestático sobre ele. O uso de tintas antiestáticas no am- biente também pode ser indicado, pois elas reduzem as chances de acúmulo de carga por atrito. Outra dica é controlar a umidade relativa do ar no labora- tório para cerca de 40% ou 50%. Saiba ainda que existem aventais e sapatos antiestáticos que reduzem o acúmulo de carga eletrostática em nosso corpo; drenar a carga: por meio de uma pulseira conectada a terra, podemos nos proteger do acúmulo de cargas eletrostáticas. Essas pulseiras são conheci- das como pulseiras antiestáticas. Em vez de acumular energia eletrostáti- ca, essa energia é diretamente canalizada ou drenada para a terra. Trata-se de uma ferramenta indispensável para manusear componentes eletrônicos sensíveis à ESD. Existem muitos modelos de pulseiras antiestáticas, mas to- dos se utilizam do mesmo princípio. Podemos observar, na !gura 13, um modelo de pulseira antiestática. Veri!que ainda nessa !gura o !o que deverá ser conectado à terra. Figura 13 - Pulseira antiestática Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS40 A pulseira antiestática possui uma alta resistência elétrica em sua conexão com a terra, para que a drenagem da carga eletrostática seja feita de forma lenta e controlada, evitando o choque elétrico. Utilizando essa mesma técnica, existem ainda as mantas antiestáticas, que são colocadas sobre a bancada em que os componentes serão manuseados. Assim como as pulseiras, essas mantas são conectadas à terra, evitando o acúmulo de cargas eletrostáticas sobre a superfície da bancada. De forma um pouco diferente, mas utilizando a mesma ideia de drenar a car- ga, existem as calcanheiras antiestáticas, que são presas ao calçado, próximo ao calcanhar. Como a maior parte do acúmulo de cargas eletrostáticas provém do atrito ao caminhar, as calcanheiras drenam a carga mais facilmente por estarem mais próximas dos pés. A calcanheira não precisa de um !o ligado à terra, porém funciona apenas em pisos pintados com tinta antiestática. FIQUE ALERTA Para que a pulseira antiestática funcione, ela deverá es- tar conectada à terra por meio de um fio de aterramen- to devidamente instalado, conforme norma da ABNT- NBR 5410. Usar a pulseira com o fio desconectado ou ligado a um aterramento fora das especificações inibe o seu funcionamento. A ideia de planejar um ambiente que minimize a possibilidade de carga ele- trostática sem dúvida é importante, mas o uso da pulseira e da manta antiestá- ticas sobre a bancada é essencial em qualquer circunstância. São técnicas e!ca- zes e complementares entre si, pois a pulseira protege o componente eletrônico quando você toca nele, e a manta o protege quando é colocado sobre a bancada. Como você pode estar imaginando, todo esse cuidado com a ESD não se res- tringe ao instalador eletrônico. Ele começa muito antes. Todo componente eletrô- nico, que é sensível à ESD, deve ser transportado em embalagensantiestáticas. Existem algumas especí!cas que protegem os componentes eletrônicos contra a ESD, desde espumas até embalagens plásticas de diversos tipos, como bolha metalizada, rígida etc. Enquanto o componente estiver dentro dessa embalagem, ele estará protegido. Porém, para removê-lo da embalagem, você deve utilizar técnicas de prevenção contra a ESD. Veja na !gura a seguir um componente eletrônico em uma embalagem an- tiestática. 3 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 41 Figura 14 - Embalagem antiestática, contendo componente eletrônico Fonte: SENAI-SP (2012) Outra questão importante que você precisa saber é que o manuseio dos compo- nentes eletrônicos deve ser feito de forma a evitar o toque em seus terminais, pois são eles que fazem a conexão elétrica entre o interior e o exterior do componente. Se a ESD ocorrer diretamente sobre seus terminais, a sua parte interna, que é a mais sensível, receberá toda a descarga, e a chance de dani!cá-lo será muito maior. Até aqui, falamos sobre as causas e os efeitos da ESD nos componentes eletrô- nicos e aprendemos como evitá-las. Mas será que todos os componentes eletrônicos são sensíveis à ESD? Certa- mente não. Existem componentes extremamente sensíveis à ESD em que uma pequena descarga seria su!ciente para dani!cá-lo. Existem outros menos sensí- veis, em que apenas uma descarga de maior intensidade poderia causar algum problema. E existem ainda muitos componentes que são totalmente imunes à ESD, que não lhes causa nenhum tipo de problema. Como instalador, você estará em contato com vários tipos de componentes. Dessa forma, embora muitos não sofram os efeitos da ESD, a utilização das técni- cas de prevenção contra ESD é sempre recomendada. SAIBA MAIS Para saber mais sobre os requisitos básicos de proteção de componentes sensíveis a descargas eletrostáticas, consulte a norma ABNT NBR 14544. Além da descarga eletrostática, os componentes também podem ser dani!ca- dos mecanicamente, pela quebra de seus terminais, por exemplo. No subtópico a seguir, você saberá quais cuidados mecânicos devem ser tomados para que esses componentes sejam manuseados adequadamente. 3.2 CUIDADOS MECÂNICOS Além da questão da ESD, existem outros cuidados que você deverá observar com relação ao manuseio dos componentes eletrônicos. Muitas vezes você vai precisar dobrar alguns terminais antes de !xá-los à PCI. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS42 Essa dobra deve ser feita com o auxílio de um alicate de bico, conforme você pode veri!car na !gura 15. Isso evita a quebra do terminal. Figura 15 - Dobra em um terminal utilizando alicate de bico tipo “meia-cana” Fonte: SENAI-SP (2012) Em alguns casos, os componentes eletrônicos são encaixados em vez de sol- dados. Trata-se de um procedimento comum para facilitar a sua substituição ou evitar a exposição ao calor, durante a soldagem. Nesse caso, os componentes são encaixados sobre um soquete que está soldado à PCI. Existem muitos modelos conforme o componente, mas a ideia é a mesma. Observe. soquete local para encaixe dos terminais do componente Figura 16 - Soquete !xado na PCI Fonte: SENAI-SP (2012) 3 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 43 Ao encaixar ou desencaixar o componente eletrônico, você precisa ter cuidado para não entortar ou quebrar os seus terminais. O encaixe normalmente é feito com as mãos. Já para o desencaixe, é recomendável o uso de um extrator. Trata- -se de uma ferramenta própria para auxiliar no desencaixe. A !gura 17 mostra um componente sendo desencaixado com o auxílio desse instrumento. Figura 17 - Componente sendo desencaixado com o auxílio de um extrator Fonte: SENAI-SP (2012) É preciso considerar ainda que, se o componente for soldado diretamente na PCI sem soquete, precisamos tomar cuidado com a temperatura no momento da soldagem. Muitos componentes eletrônicos são sensíveis ao calor, e o que é produ- zido durante a soldagem pode dani!cá-lo. Ao soldar um componente eletrônico, devemos nos preocupar com o equipamento de solda escolhido e utilizar as técni- cas adequadas para expor o componente durante o menor tempo possível ao calor. Falaremos sobre essas técnicas no capítulo 4, Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos. FIQUE ALERTA É muito importante manusear corretamente os compo- nentes eletrônicos para não danificá-los. Um compo- nente danificado poderá não ser detectado na instala- ção, fazendo com que o produto final não funcione. Isso resultará em perda de tempo na busca do defeito, além do custo do próprio componente, que poderá ser alto. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS44 CASOS E RELATOS Mudanças no ambiente de produção Em busca de melhores resultados econômicos, uma antiga empresa fa- bricante de equipamentos eletrônicos contratou uma consultoria para veri!car todo o processo de fabricação dos equipamentos. Após análise, a consultoria propôs mudanças na rotina de trabalho dos montadores, que incluíam o uso de diversos equipamentos de proteção contra ESD, pois, embora estivessem disponíveis, muitos funcionários não os utilizavam. A mudança obrigava o uso da pulseira antiestática e da calcanheira, além do teste de e!ciência desses equipamentos, realizado antes de adentrar no ambiente de produção. No início, parte dos funcionários não gostou da mudança, pois alegavam que perdiam muito tempo para equipar-se. Eles temiam que pudesse haver queda na produtividade, o que impactava diretamente nos seus salários. Após algum tempo, porém, notaram que a produtividade, ao contrário, havia aumentado. Como isso foi possível? Ao questionar o supervisor, descobriram que a quantidade de equipa- mentos que eram reprovados havia diminuído bastante, pois grande parte dessa rejeição era causada por componentes dani!cados por descarga eletrostática durante a montagem. A mudança no procedimen- to de prevenção contra ESD gerou mais lucros para a empresa e maiores salários para os montadores. 3 TÉCNICAS DE MANUSEIO DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 45 RECAPITULANDO Neste capítulo, vimos que a carga elétrica acumulada em nosso corpo é capaz de dani!car os componentes eletrônicos no momento em que os tocamos. Esse fenômeno é conhecido como descarga eletrostática (ESD). Conhecemos, ainda, os equipamentos de prevenção à ESD e como eles são utilizados. Vimos que, além dos riscos elétricos, os componentes eletrônicos estão sujeitos a riscos mecânicos, tais como a quebra de um terminal no mo- mento de dobrá-lo ou encaixá-lo no soquete. 4 Soldagem e dessoldagem de componentes eletrônicos Conforme vimos no capítulo 2, a PCI (Placa de Circuito Impresso), além de promover a in- terligação dos componentes eletrônicos, serve de apoio para eles, a! nal, é sobre ela que são ! xados. Ao instalar um componente em uma PCI, precisamos garantir não só que ele esteja preso, mas também que haja contato elétrico entre o seu terminal e a sua ilha. Podemos assegurar que isso aconteça usando a soldagem, que é a conexão permanente de peças ou de materiais metálicos com a utilização de uma liga metálica, geralmente de estanho e chumbo. Com essa liga metálica, o terminal do componente eletrônico, que é de metal, será conectado à ilha na PCI, que também é de metal. Dessa forma, ambos estarão unidos e conec- tados eletricamente. Para conseguir esse efeito, precisamos conhecer as técnicas de soldagem de componentes eletrônicos e os tipos de ferramentas e soldas disponíveis. Além dessas técnicas, precisamos aprender a dessoldar um componente, método que o remove ou substitui. Assim, ao ! nal deste capítulo, você terá subsídios para: identi! car as ferramentas e utensílios utilizados na soldagem e dessoldagem de compo- nentes eletrônicos; aplicar técnicas de soldagem para componentes do tipo PTH e SMD; conhecer técnicas industriais de soldagem. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS48 4.1 FERRAMENTAS E MATERIAIS PARA SOLDAGEM DOS COMPONENTES Antes de apresentar as técnicas de soldagem, vamos conhecera solda e as ferramentas necessárias para realização desse trabalho, pois, sem elas, a conexão dos materiais que serão utilizados poderá ser comprometida. 4.1.1 SOLDA E FLUXO A solda é o elemento que garante a !xação dos componentes eletrônicos e sua conexão elétrica. Como esses componentes são leves e pequenos, a solda não precisa ser mui- to resistente. Além disso, não são necessários esforços mecânicos. No entanto, a temperatura de fusão não pode ser muito alta para não dani!car a ilha da PCI ou seus componentes, já que, no processo de soldagem, o terminal do componente será aquecido até que a solda derreta, conforme veremos ainda neste capítulo. Por essas razões, a solda utilizada na área da eletrônica é constituída por 60% de estanho e 40% de chumbo. Ela geralmente é vendida em !os, com diâmetro que variam de 0,8mm a 1,5mm, mas podem ser encontradas também em barras, que são mais utilizadas em processos de soldagens industriais. Quando disponibilizada em !os, a solda possui um componente químico em seu interior, chamado de $uxo. É ele que faz uma limpeza química no local em que será aplicada a solda, dissolvendo as impurezas e combatendo a oxidação. Devido à importância que ele adquire para uma boa soldagem, foi incorporado ao interior da solda. A solda em barra não contém #uxo interno. Observe, na !gura 18, um !o de estanho enrolado, como pode ser comercial- mente encontrado. Veja o destaque que foi dado ao #uxo no interior do !o. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 49 !uxo Figura 18 - Fio de estanho Fonte: SENAI-SP (2012) O #uxo, além de ser encontrado no interior da solda, é vendido separadamen- te, sob a forma líquida ou pastosa. VOCÊ SABIA? “Lead Free”, do inglês, ou “sem chumbo”, em português, é uma tecnologia empregada nas soldas que não pos- suem chumbo em sua composição. A solda lead free faz parte de uma diretiva europeia denominada RoHS, que proíbe o uso de certas substâncias perigosas, entre elas o chumbo. Embora ainda não seja lei no Brasil, os equipamentos eletrônicos que não atendem à RoHS não podem ser exportados para a Europa. SAIBA MAIS Para saber mais sobre a tecnologia Lead Free e sobre a RoHS, acesse o site da Associação Brasileira de Circuitos Impressos (ABRACI), em<http://abraci.org.br/?page=textos_tecnicos/>. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS50 4.1.2 SOLDADOR A ferramenta utilizada para fazer a soldagem é o soldador. Existem alguns ti- pos diferentes, como veremos a seguir, mas todos se baseiam no mesmo princí- pio: fornecem o calor necessário para fundir a solda no momento da soldagem. Podemos encontrar essa ferramenta com várias potências no mercado, desde 10W até aqueles com mais de 200W. A potência está diretamente relacionada à quantidade de calor produzido pelo soldador. Dependendo da solda, ele precisa ser mais ou menos potente. Os mais utilizados na eletrônica são os de potências entre 20W e 30W, pois geram o calor necessário para fundir a solda e esse calor é suportado pela maioria dos componentes eletrônicos. Basicamente existem três tipos de soldadores: os comuns, conhecidos como “ferro de solda”, o tipo pistola e as estações de solda. Vamos ver agora as caracte- rísticas de cada um deles. Soldador comum ou ferro de solda: o nome dessa ferramenta já nos dá a ideia de que esse é o tipo de soldador mais utilizado. Além de seu baixo cus- to, conseguimos obter soldas de boa qualidade por meio dele. Ele é formado por uma resistência elétrica, que é responsável por aquecer a sua ponteira. Ele demora alguns minutos para atingir a temperatura de trabalho, depen- dendo de sua potência. Para os soldadores entre 20W e 30W, esse tempo gira em torno de 10 minutos. A !gura 19, a seguir, ilustra essa ferramenta. Figura 19 - Soldador comum ou ferro de solda Fonte: SENAI-SP (2012) Soldador tipo pistola ou pistola de solda: o nome dessa ferramenta tem como origem o seu formato, conforme podemos observar na !gura 20. A vantagem desse tipo de soldador é que ele atinge a temperatura de trabalho em poucos segundos, após pressionarmos o seu gatilho. A desvantagem é que ele não está disponível em versões de baixa potência. Di!cilmente você encontrará uma pistola de solda com menos de 100W. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 51 Figura 20 - Soldador tipo pistola Fonte: SENAI-SP (2012) Estação de solda: essa ferramenta tem a aparência de um soldador comum, mas com um diferencial – sua temperatura pode ser ajustada, conforme a necessidade, o que para a atividade que desempenhamos é uma excelente vantagem. Em vez de ser conectada diretamente à tomada, ela é ligada a um aparelho que permite controlar a temperatura. Se o componente a ser soldado é muito sensível, podemos diminuir a temperatura. Se a área a ser soldada é muito grande, podemos aumentar a temperatura para compen- sar a dissipação de calor. O controle da temperatura é indicado em graus, ao contrário dos outros soldadores que não indicam o grau de calor, mas a potência em Watts. Dependendo da marca e do modelo, as faixas de ajuste podem variar entre 100ºC e 480ºC, aproximadamente. Como comparação, um soldador comum de 20W atinge uma temperatura de 260ºC em média. Assim como o soldador comum, a estação de solda precisa de um tempo para atingir a temperatura de trabalho, que varia em função do grau de calor esco- lhido. Dependendo do modelo, pode haver uma luz indicando que ela está na temperatura correta ou ainda um indicador que mostra a temperatura atual da ponteira. Assim, você pode saber se ela está pronta para o uso. A !gura 21, a seguir, ilustra essa ferramenta de que estamos falando. Observe que ela é composta pelo soldador e pelo equipamento de controle de temperatura. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS52 Figura 21 - Estação de solda Fonte: SENAI-SP (2012) 4.1.3 SUPORTE PARA SOLDADOR O suporte para soldador serve para repousar esse equipamento entre uma soldagem e outra. Como os soldadores comuns e as estações de solda levam um tempo até que atinjam a temperatura de trabalho, devem permanecer ligados até o ! nal do trabalho, mantendo-se sempre quentes. É possível repousar o soldador nesse suporte, mesmo com ele quente e ligado. Assim, entre a soldagem de um componente e outro, o soldador estará em um lo- cal seguro, evitando o toque acidental em algo sobre a bancada e, principalmen- te, evitando que você se queime. Por isso, tenha em mente que o suporte para o soldador é muito importante para garantir sua segurança. Vale dizer ainda que alguns modelos contêm espaço para acomodar uma es- ponja vegetal, que serve para limpar a ponta do soldador. A ! gura 22 ilustra um modelo de suporte para soldador. Observe, em amarelo, a esponja vegetal. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 53 Figura 22 - Suporte para soldador Fonte: SENAI-SP (2012) 4.1.4 SUGADOR DE SOLDA O sugador de solda, como o nome sugere, serve para removê-la de uma super- fície. Embora seja mais utilizado na dessoldagem, você poderá precisar dele na soldagem também, seja para refazer uma solda que não tenha !cado muito boa, seja para remover algum excesso de solda. Essa ferramenta remove a solda por sucção, somente enquanto estiver em seu estado líquido, em fusão. Isso signi!ca dizer que ela não conseguirá remover a solda em estado sólido. No mercado, existem basicamente dois tipos de sugadores que você poderá escolher de acordo com as suas necessidades: os manuais e as estações de dessol- dagem. Vejamos cada um deles. Sugador manual: a sucção é criada de forma mecânica, por meio de um pis- tão e uma mola, que estão montados no interior do sugador. Para ser utiliza- do, ele deverá ser “armado”, ou seja, o pistão deverá ser pressionado na mola, até que ele se trave. A sucção é gerada ao apertar o botão. Este libera o pistão, que, pela força da mola, é lançado para cima rapidamente. É o movimento rápido do pistão subindo que gera a sucção, por isso, ela dura apenas um ins- tante. Pararepetir o processo, você precisará “armar” o sugador novamente. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS54 Devido à sua utilidade e ao baixo custo, di! cilmente você verá um soldador desacompanhado de uma ferramenta desse tipo. A ! gura 23 mostra um sugador manual e também como armar o sugador. Figura 23 - Sugador de solda manual Fonte: SENAI-SP (2012) Estação de dessoldagem: embora contenha a palavra dessoldagem em seu nome, pode ser utilizada como auxílio na soldagem para remover excesso de solda. Essa ferramenta utiliza o mesmo conceito da estação de solda que vimos há pouco. A diferença está no fato de que, em vez do soldador, ela tem uma pistola de dessoldagem. A pistola tem uma ponteira que é aquecida e sua temperatura é controlada da mesma forma que na estação de solda. Outra diferença é que, na ponteira dessa pistola, há um pequeno furo, que é conectado a uma bomba de vácuo que faz parte da estação de dessoldagem e que é responsável por criar a sucção. Para entender melhor como essa estação funciona, acompanhe atentamente esta explicação: a ponta aquecida da pistola funde o estanho que precisa ser re- movido, e, no estado líquido, ele é sugado pela bomba de vácuo. Dependendo do modelo, a sucção pode ser contínua ou acionada por meio de um botão presente na pistola. Como você pode observar, é um método bastante interessante, pois o aqueci- mento e a sucção são feitos em uma única ferramenta. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 55 Veja, na !gura a seguir, uma estação de dessoldagem. Figura 24 - Estação de dessoldagem Fonte: SENAI-SP (2012) Após conhecer as utilidades de um sugador de solda e saber como ele fun- ciona, você poderá estar se perguntando: “e para onde vai toda a solda que foi sugada?” O que ocorre é o seguinte: após o esfriamento da solda, ela se solidi!ca novamente. Por isso, os sugadores costumam !car impregnados desse metal em estado sólido. Portanto, para garantir o funcionamento adequado dessas ferra- mentas, elas devem ser limpas sempre que forem utilizadas. No caso do sugador manual, ele deverá ser desmontado para que a sujeira seja removida. A ponteira desse instrumento, em geral, é rosqueada. Assim, você deve- rá removê-la para efetuar a limpeza do interior do sugador e da própria ponteira. Para o caso das estações de dessoldagem, o melhor é consultar o manual do fabricante, pois o procedimento de limpeza e desmontagem varia conforme a marca e o modelo da estação. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS56 4.1.5 MALHA PARA DESSOLDAR Embora o nome a!rme que ela sirva para dessoldar, também pode ser utili- zada como auxílio na soldagem, conforme veremos mais adiante neste capítulo. Trata-se de uma malha de cobre, fabricada de modo que a solda fundida se in- !ltre muito facilmente entre suas tranças. Essa propriedade faz com que ela ajude na remoção da solda. Quando toca em alguma superfície contendo solda fundi- da, esta é imediatamente atraída para a malha. À medida que vai sendo utilizada, ela vai !cando saturada, cheia de solda em suas tranças e, por isso, vai perdendo a funcionalidade. Quando a saturação ocor- rer, basta cortar o pedaço saturado e continuar utilizando-a. A !gura 25 mostra a malha para dessoldar em detalhes. Observe as tranças de cobre que a compõem. Figura 25 - À esquerda, malha para dessoldar enrolada na embalagem em que é vendida. À direita, detalhe para as tranças que compõem a malha Fonte: SENAI-SP (2012) Em geral, a malha para dessoldar é vendida em pedaços ou em rolo. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 57 4.2 TÉCNICAS DE SOLDAGEM DE COMPONENTES Até aqui, conhecemos a solda, que é responsável por manter os componentes eletrônicos presos e conectados à PCI. Conhecemos também os soldadores, ferra- mentas com as quais a soldagem é realizada. Vimos ainda que, por meio do calor gerado pelo soldador, podemos fundir ou derreter a solda e, por !m, descobrimos que o suporte para o soldador é muito importante para garantir a nossa seguran- ça ao manusear o soldador. Agora, vamos falar sobre como realizar a soldagem dos componentes eletrôni- cos, apresentando algumas dicas e procedimentos para realizá-la corretamente. Mas, antes de qualquer explicação, você precisa saber que uma única solda mal feita pode fazer com que o equipamento apresente algum erro em seu funcio- namento, ou simplesmente não funcione. Por isso, é importante estar atento no momento de realizar esse trabalho e garantir que ele seja bem feito, pois, sem dúvida, será muito mais difícil identi!car o problema no !nal da instalação. A maneira como a soldagem será realizada depende de como o componente será montado na PCI. Quanto a essa forma de montagem, os componentes se di- videm em dois grandes grupos: PTH e SMD. Vejamos as particularidades de cada um deles. PTH: do inglês, pin through hole, ou pino através do buraco. Signi!ca exata- mente o que a tradução indica: que o terminal do componente será instalado por meio de um buraco na PCI. A soldagem é realizada na face oposta da PCI em que está o componente. Nesse método, a inserção automática dos com- ponentes é mais difícil, o que torna o procedimento mais caro e lento. Por isso, é mais comum que sejam montados manualmente. Os componentes podem ser soldados de forma manual, por meio de um banho de solda ou de uma soldagem por onda, como veremos com mais detalhes ainda neste capítulo. SMD: do inglês, surface mount device, ou dispositivos de montagem em su- perfície. Esses componentes são montados apenas na superfície da PCI, sem que seus terminais a atravessem. As grandes vantagens desses dispositivos são que eles são bem menores que os componentes do tipo PTH e são mais fáceis de serem !xados e soldados na PCI de forma mecanizada, por meio de um processo chamado SMT, do inglês, surface mount technology, ou tec- nologia de montagem em superfície, o que reduz o custo de montagem em média e larga escala. É muito comum haver confusão entre as siglas SMT e SMD. Muitas pessoas cos- tumam utilizá-las como sinônimas. Mas, na verdade, SMD refere-se ao tipo de componente que pode ser montado em superfície, e SMT refere-se ao proces- so de montagem desse componente na PCI, ou seja, como ele será montado e soldado na PCI. Portanto, !que atento ao uso e ao signi!cado dessas siglas! INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS58 Em relação à soldagem desse tipo de componente, ela pode ser feita por ba- nho de solda, por onda e de forma manual, conforme veremos a seguir. Mas antes disso, observe na !gura 26 um componente PTH e outro SMD, mon- tados sobre a PCI. PTH SMD Figura 26 - Montagem de um componente PTH e outro SMD sobre uma PCI Fonte: SENAI-SP (2012) A maioria dos componentes eletrônicos está disponível nas duas versões, ou seja, para uma mesma funcionalidade existem componentes do tipo PTH e SMD. A escolha normalmente se dá em função do tamanho da PCI e do custo de produ- ção, conforme a quantidade a ser produzida. A tecnologia SMT consegue diminuir o tamanho da PCI em razão do tamanho dos seus componentes. A tecnologia PTH possui um custo de produção menor em baixa escala, logo, não se justi!ca o investimento de uma produção mecanizada. Você, como instalador, receberá a PCI pronta, conforme a tecnologia escolhida pelo projetista. No entanto, ocorre que, mesmo com o uso da tecnologia SMT, muitos com- ponentes não podem ser montados de forma mecanizada, em geral, em função de seu maior tamanho. É o caso de alguns conectores ou soquetes, por exemplo, que não possuem versões em SMD. Por isso, é bastante comum que algumas PCIs possuam componentes dos dois tipos: PTH e SMD. Nesses casos, os componentes SMD são montados e soldados por meio de procedimentos mecanizados, e você, na função de instalador, poderá fazer a montagem dos demais componentes ma- nualmente. A soldagem poderá ser manual, por meio do banho de solda ou por onda, conforme veremos mais adiante. Agora, considerando que você sabe que os componentes podem ser !xadosna PCI de formas diferentes, vamos veri!car as técnicas de soldagem aplicadas para cada um dos métodos. Embora existam procedimentos semelhantes entre a soldagem de componentes PTH e SMD, veremos as técnicas em separado devido à existência de algumas particularidades. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 59 4.2.1 SOLDAGEM DE COMPONENTES PTH Como citamos anteriormente, existem basicamente três métodos para a sol- dagem de componentes PTH: por banho de solda, por onda e de forma manual. Vejamos cada um deles. Soldagem por meio de banho de solda: nesse processo, o lado da PCI que receberá a solda é colocado sobre uma quantidade de solda aquecida, em estado líquido, semelhante a uma piscina de material soldante derretido. A !gura 27 ilustra esse procedimento. Note que a PCI não é inteiramente mer- gulhada. Apenas a superfície que precisa ser soldada é que toca na solda. solda aquecida Figura 27 - Soldagem por meio de banho de solda Fonte: SENAI-SP (2012) Neste momento, você pode estar se perguntado: “como é possível a solda ade- rir apenas aos pontos necessários, sem que ela se espalhe por toda a PCI?” Isso ocorre porque, com a PCI pronta e envernizada, as únicas regiões metálicas que estão expostas são justamente as regiões que receberão a solda, no caso, as ilhas. Todo o restante da PCI, inclusive as trilhas, está coberta pelo verniz. A solda não adere ao verniz, apenas às regiões metálicas. A vantagem desse método é que todos os pontos são soldados de uma só vez, o que representa um grande ganho comparado à soldagem manual, que é reali- zada ponto a ponto. A desvantagem é que o processo do mergulho é manual, o que o torna mais lento comparado às técnicas mais modernas, como a soldagem por onda. Soldagem por onda: esse processo foi criado na década de 1950. Desde então, vem sendo aperfeiçoado constantemente. A ideia principal desse mé- todo é semelhante à do banho de solda, que é expor a PCI a uma quantidade INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS60 de solda líquida, de modo que seja possível a soldagem de todos os pontos de uma vez só. Embora o conceito básico seja o mesmo, o modo como isso ocorre é bem diferente. Esse processo é feito por meio de uma máquina que, além de fazer a soldagem, realiza alguns procedimentos preliminares com o objetivo de obter um trabalho de melhor qualidade. A máquina possui um transportador, que vai guiando a PCI pelas etapas da soldagem, assim como uma linha de montagem. Na primeira parte do processo, a PCI recebe um jato de #uxo, semelhante àquele contido dentro da solda em !o. O objetivo é realizar a limpeza e a desoxi- dação das partes que a receberão para garantir melhor adesão. No próximo passo, a PCI passa por uma etapa de pré-aquecimento, basica- mente para evaporar os gases restantes do #uxo e também para evitar o choque térmico da PCI, no momento da soldagem. Por último, a PCI passa pelo processo de soldagem, que é realizado por meio de uma onda de solda líquida. A !gura 28 ilustra esse processo que é criado pela onda laminar, gerada pela máquina de soldagem, que produz uma onda de solda com aspecto liso e suave. exaustão pré-aquecimento jato de fluxo tanque de solda onda laminar transportador Figura 28 - Processo de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda Fonte: SENAI-SP (2012) Esse é o processo de soldagem mais utilizado para componentes do tipo PTH. Além de obter alta produtividade, produz uma soldagem de ótima qualidade, que se deve ao processo preliminar à soldagem e ao tempo em que a PCI é exposta à solda, já que o transportador garante a duração exata de exposição. Como desvan- tagem, podemos citar apenas o investimento exigido pelo equipamento, que é alto. Soldagem manual: mesmo com toda a tecnologia de soldagem disponível na indústria, o tradicional método de se realizar uma soldagem manualmen- te ainda é bastante utilizado, tanto para a montagem de um protótipo como 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 61 para a substituição de um componente ou para a montagem de PCIs em baixa escala. Como instalador, certamente você precisará realizar soldagens manuais. Assim, é importante compreender como ocorre esse processo, que se dá por meio de algumas etapas. São elas: limpeza, inserção do componente eletrônico, aplicação do #uxo, aquecimento, aplicação da solda, veri!cação e acabamento. Conheça cada uma delas. a) Limpeza: a ilha da PCI e o terminal do componente deverão estar bem lim- pos e livres de oxidação. Essa limpeza pode ser feita com o uso de álcool isopropílico. Uma lixa !na pode ser utilizada em casos em que exista muita sujeira. A limpeza da ponteira do soldador pode ser feita com o soldador quente e um pano úmido. b) Inserção do componente eletrônico: o desenho da máscara na PCI indi- cará o lado correto da instalação. Em PCIs de face simples, o componente é posicionado no lado oposto ao lado das trilhas. Após inserir o componente, uma dica para prendê-lo, evitando que caia duran- te a soldagem, é dobrar os terminais, conforme mostra a !gura 29. 450450 Figura 29 - Terminais dobrados em 45º antes da soldagem Fonte: SENAI-SP (2012) c) Aplicação do $uxo: caso a solda que você esteja utilizando não contenha o #uxo dentro do seu !o, é recomendável sua aplicação para garantir ade- rência. d) Aquecimento: encoste o soldador no local que irá receber a solda, procu- rando estabelecer o maior contato possível. Permaneça com o soldador no local por cerca de 2 ou 3 segundos. A !gura 30 a seguir demonstra esse procedimento. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS62 Figura 30 - Ponta do soldador aquecendo a ilha e o terminal do componente a ser soldado Fonte: SENAI-SP (2012) Para evitar o aquecimento do componente eletrônico, você poderá posicionar um alicate, conforme a !gura 31, dissipando o calor de modo que ele não chegue ao seu corpo. alicate de bico “meia cana” soldador calor Figura 31 - Alicate de bico dissipando o calor Fonte: SENAI-SP (2012) 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 63 FIQUE ALERTA Permanecer com o soldador mais tempo que o necessá- rio poderá danificar o componente eletrônico ou a ilha da PCI, pois ela poderá se desprender da placa. Portan- to, não mantenha o soldador por mais de 5 segundos sobre o local. e) Aplicação da solda: com o soldador ainda encostado na placa, insira a sol- da entre ele e o local a ser soldado. Nesse momento, esse metal irá se fundir, envolvendo todo o local com a solda em estado líquido. Assim que o local for preenchido por ela, remova rapidamente o soldador, evitando movi- mentá-lo sobre a solda, pois ela se solidi!ca quase que instantaneamente. No momento em que a solda for aplicada, veri!que se ela envolve todo o local a ser soldado. Se isso não ocorrer, signi!ca que a ilha ou o terminal do componen- te não estão bem limpos. Nesse caso, remova a solda com o auxílio do sugador e repita o procedimento desde o passo 1. A !gura 32 demonstra esse procedimento. Figura 32 - Solda sendo aplicada entre o local a ser soldado e a ponta do soldador Fonte: SENAI-SP (2012) f) Veri"cação: para saber se esse processo foi bem-sucedido, você precisa veri!car se a solda envolveu completamente o terminal do componente eletrônico e observar se ela !cou com um aspecto liso e brilhante. A !gura 33 demonstra uma soldagem correta e uma soldagem incorreta, po- pularmente conhecida como solda fria. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS64 Figura 33 - Solda correta e solda incorreta Fonte: SENAI-SP (2012) Compare a diferença que há entre o brilho da “solda fria” e o da solda de boa qualidade. Observe ainda que a solda de boa qualidade, além do aspecto brilhante, en- volve todo o terminal do componente e da ilha. Já a solda fria, além de possuir aspecto opaco, não adere à ilha. Além da solda fria, outro problema comum é o excesso de solda que, além de não possuir um aspecto pro!ssional, pode encobrir um problema de solda fria: não aderir ao terminal do componente.A !gura 34 mostra uma solda em excesso. Observe que a solda se espalhou muito além da ilha. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 65 Figura 34 - Solda em excesso Fonte: SENAI-SP (2012) g) Acabamento: se o terminal do componente for muito comprido, é necessá- rio cortar o excesso com o uso de um alicate de corte, conforme a !gura 35. ALICATE DE CORTE terminal do componente Figura 35 - Excesso de terminal sendo cortado com o auxílio de um alicate de corte Fonte: SENAI-SP (2012) É muito importante ainda que limpe o local com álcool isopropílico para remo- ver quaisquer resíduos de #uxo. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS66 Após essas etapas, obtemos uma PCI com bom aspecto, conforme ilustra- do na !gura 36, em que podemos observar soldas de boa qualidade após o acabamento. Figura 36 - PCI com soldagens de boa qualidade após o acabamento Fonte: 123rf Caso alguma solda necessite ser refeita, como é o caso da solda fria, ela deverá ser removida com o auxílio de um sugador. Após a sua remoção, basta repetir o procedimento de soldagem a partir do passo 1. 4.2.2 SOLDAGEM DE COMPONENTES SMD Embora existam técnicas produtivas de soldagem para componentes PTH, como vimos há pouco, a montagem na PCI é mais difícil de ser feita de forma mecanizada, uma vez que os terminais precisam ser dobrados e encaixados nos furos de suas respectivas ilhas. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 67 Com a chegada dos componentes SMD, esse problema foi solucionado. A ma- neira como ele é montado sobre a PCI permite o uso de técnicas de montagem mecanizadas mais e!cientes, trazendo um grande ganho de produtividade. Como os componentes SMD são montados de um jeito diferente, a soldagem também possui métodos diferenciados. Embora alguns sejam semelhantes aos utilizados na soldagem dos componentes PTH, existem algumas particularidades que devem ser observadas. Os componentes SMD podem ser soldados por meio da soldagem por refusão, por onda ou manual. Estudemos cada uma delas. Soldagem por refusão: nessa soldagem, todos os componentes SMD são posicionados na PCI sobre uma solda em pasta, colocada especi!camente no local onde serão soldados. Esse metal é constituído de solda e #uxo e tem duas funções: além de conter essa substância que será utilizada na solda- gem, funciona como uma cola que mantém o componente preso de forma provisória na PCI, até que a soldagem seja feita. Uma vez colocados os componentes, a PCI é inserida em uma espécie de forno em alta temperatura, que derrete a solda em pasta, realizando, assim, a soldagem. Após o resfriamento, todos os pontos estão soldados. As !guras 37, 38 e 39 ilustram esse processo. Acompanhe. Figura 37 - 1º passo: a solda em pasta é colocada nos pontos de soldagem Fonte: SENAI-SP (2012) Figura 38 - 2º passo: os componentes são posicionados em seus respectivos locais, sobre a solda em pasta Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS68 Figura 39 - A PCI é submetida ao calor, derretendo a solda em pasta. Após o resfriamento, ela estará pronta Fonte: SENAI-SP (2012) Esse processo pode ser realizado de várias maneiras no que se refere ao modo como a solda em pasta é inserida ou como a PCI é aquecida. A colocação da solda em pasta pode ser realizada por meio de dois tipos de equipamentos. Um deles utiliza as técnicas de serigra!a, transferindo a solda por meio de uma tela. O outro ocorre por meio de uma máquina que a deposita nos locais predeterminados, semelhante a uma impressora que deposita tinta sobre o papel. A inserção dos componentes é realizada de forma mecanizada por meio de uma máquina conhecida como pick and place machine, que signi!ca máquina de pegar e colocar. O nome resume bem a operação desse equipamento, que é pegar o componente certo e inseri-lo na posição correta, na PCI. Os modelos variam em função da capacidade, ou seja, da quantidade de componentes que conseguem inserir em uma hora, e podem operar em módulos – o trabalho de in- serção pode ser distribuído entre várias máquinas. Uma máquina de grande porte pode inserir mais de 100.000 componentes por hora. Em relação à fase do aquecimento, ela pode ocorrer por meio de vapor, raios infravermelhos, ar ou gás quente, laser ou por impulso. O aquecimento por im- pulso ocorre por meio de barras aquecidas que se encostam aos pontos que pre- cisam ser soldados, semelhante ao que ocorre com o soldador comum, porém de forma mecanizada. Para os outros métodos mencionados, a transmissão do calor ocorre em ambiente fechado, semelhante a um forno. O calor é transmitido para toda a PCI. Soldagem por onda: utiliza o mesmo procedimento que vimos nesse tipo de soldagem para componentes PTH. A diferença está na etapa !nal, ou seja, na soldagem em si. Agora, são necessárias duas ondas de solda. Além da la- minar, temos a onda turbulenta. Trata-se de uma parte da máquina que gera uma onda de solda não uniforme, com aspecto turbulento. É bem diferente da lisa e uniforme gerada pela onda laminar. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 69 A onda turbulenta é posicionada antes da onda laminar, com inclinação de 15º em relação ao transportador. A !gura 40 mostra o processo da soldagem por onda, com ênfase na onda turbulenta. exaustão pré-aquecimento jato de fluxo tanque de solda onda laminar transportador onda turbulenta Figura 40 - Processos de soldagem por meio de máquina de soldagem por onda Fonte: SENAI-SP (2012) A onda turbulenta é essencial para os componentes SMD, pois garante que todos os lados do componente recebam a quantidade correta de solda. Se fosse depender apenas da onda laminar, a parte de trás dos componentes não recebe- ria a quantidade ideal de solda por estar encoberta pelo próprio componente, formando uma área de sombra. Com os PTHs isso não ocorre porque eles estão na outra face da PCI. No caso dos componentes SMD, estes estão na mesma face da PCI em que serão soldados. Veja, na !gura 41, o efeito da área de sombra. área de sombra onda laminar Figura 41 - PCI no transportador em direção à onda laminar Fonte: SENAI-SP (2012) Agora, observe, na !gura 42, que a área de sombra foi preenchida com o efeito da onda turbulenta. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS70 onda laminar onda turbulenta Figura 42 - Onda turbulenta atuando na soldagem do componente em sua área de sombra Fonte: SENAI-SP (2012) Soldagem manual: conforme aprendemos até agora, o uso de componen- tes SMD torna-se bastante vantajoso por meio das técnicas de montagem automatizadas. Quando não temos volume de produção su!ciente que jus- ti!que um processo automatizado, como é o caso dos protótipos ou peque- nos projetos, podemos utilizar os componentes PTH, que são maiores e mais fáceis de soldar manualmente. Por esses motivos, a soldagem manual de componentes SMD não é muito co- mum, mas ainda assim, como instalador, você pode se deparar com alguma si- tuação em que esse procedimento se torne necessário, por exemplo, no caso de um protótipo ou pequeno projeto que não justi!ca a montagem automatizada. Ocorre também quando o tamanho da PCI precisa ser reduzido e o uso de compo- nentes SMD se faz necessário, ou ainda na substituição de um componente mal instalado com a polaridade invertida, por exemplo, ou no reparo de uma solda- gem incorreta. A técnica utilizada na soldagem depende do componente. Existem compo- nentes em que a distância entre os pontos de solda é su!ciente para que você consiga realizar a soldagem ponto a ponto, semelhante ao que !zemos ao soldar manualmente um PTH. Observe, na !gura 43, que a distância entre os terminais dos dois componen- tes apresentados permite que a soldagem manual seja feita ponto a ponto, ou seja, é possível soldar um terminal de cada vez. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 71 pontos para soldagem pontos para soldagem Figura 43 - Componentes SMD que permitem a soldagem ponto a ponto Fonte: SENAI-SP (2012) A soldagemponto a ponto é impossível quando a distância entre os pontos de solda é muito pequena, em torno de 0,5mm a 1mm. A ponteira do soldador, por mais !na que fosse, não conseguiria soldar um ponto sem interferir no outro, causando a indesejada união de dois ou mais pontos por meio da solda. A !gura 44 mostra um componente SMD que inviabiliza a soldagem ponto a ponto, devido à pequena distância entre os terminais. pontos para soldagem Figura 44 - Componente SMD com terminais muito próximos um do outro Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS72 Além desses dois tipos de soldagem, existe um terceiro, cujo encapsulamento1 é conhecido como BGA. Nos componentes eletrônicos com encapsulamento BGA, a soldagem manual é muito difícil de ser realizada. Esse tipo de componente é quase sempre soldado por meio de técnicas mecanizadas devido à localização dos pontos de solda, que !cam embaixo do componente, impedindo o acesso ao soldador. Esse tipo de encapsulamento é bastante comum em componentes como me- mórias ou processadores usados em computadores portáteis. Você pode observar, na !gura 45, um componente com encapsulamento BGA. Veja que os pontos de soldagem !cam na sua parte inferior, impedindo o acesso manual para soldagem. face superior face inferior com pontos para soldagem Figura 45 - Componente com encapsulamento BGA Fonte: SENAI-SP (2012) Agora que você já conhece as diferenças que in#uenciam na soldagem manual dos componentes SMD, vamos falar sobre a técnica empregada em cada caso. A técnica de soldagem ponto a ponto é a mesma que aprendemos para a solda manual de componentes PTH. No entanto, vejamos alguns detalhes que devem ser observados. A ponteira do soldador deverá ser bem !na, pois os componentes SMD são muito pequenos. A sua potência também costuma ser mais baixa, entre 10W e 20W. Você vai precisar de uma pinça para segurar o componente durante a sol- dagem. Nesse trabalho, os componentes PTH se manterão no lugar com a ajuda dos próprios terminais. No caso dos SMDs, você terá que segurá-los. O uso de uma lente de aumento ajuda na execução do procedimento. Exis- tem lentes com suporte ou que funcionam como uma espécie de óculos, para evitar que você precise segurá-las durante a soldagem. Agora, veremos a segunda técnica, que é empregada para os componentes SMD em que não é possível realizar a soldagem ponto a ponto. 1 ENCAPSULAMENTO É o corpo, a carcaça do componente eletrônico. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 73 Existem algumas técnicas diferentes para a soldagem de componentes desse tipo, inclusive com o uso de um equipamento chamado estação de retrabalho SMD. Falaremos mais sobre esse equipamento ainda neste capítulo, ao tratar so- bre a dessoldagem. A técnica apresentada aqui é uma técnica mais genérica, que pode ser feita com o uso de ferramentas comuns. Ela consiste nos seguintes passos: limpeza, inserção do componente, soldagem, remoção do excesso, veri!cação e limpeza !nal. Observe cada passo em detalhes. a) Limpeza: todos os pontos na PCI que serão soldados deverão estar devida- mente limpos. A limpeza deve ser feita primeiramente com álcool isopro- pílico. Depois, aplique #uxo líquido no local, de forma que uma pequena quantidade dele permaneça sobre a PCI. Além de contribuir com a limpeza, ele facilitará a aplicação da solda. b) Iserção do componente: antes de inserir o componente na PCI, devemos aplicar uma pequena quantidade de solda em uma das extremidades onde o componente será soldado, conforme a !gura 46: Figura 46 - Detalhe para os dois pontos onde foram adicionadas soldas Fonte: SENAI-SP (2012) Essa pequena quantidade de solda manterá o componente preso durante a soldagem dos demais pontos. Agora, vamos posicionar o componente sobre o local onde será soldado. Com o soldador, vamos soldar os pontos em que aplicamos a solda há pouco. Não se preocupe com a qualidade da soldagem desse ponto, pois ela é feita apenas para segurar o componente no local correto. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS74 A !gura 47 ilustra esse procedimento. Figura 47 - Componente no local da soldagem, com detalhe para os dois terminais que foram soldados Fonte: SENAI-SP (2012) c) Soldagem: agora que o componente está devidamente posicionado no local onde será soldado, podemos iniciar o trabalho. Antes de adicionar a solda, vamos colocar mais um pouco de #uxo sobre o local, deixando-o le- vemente molhado. Além de garantir a limpeza, como já falamos, ele evita que a solda grude em locais em que não a desejamos, como sobre o verniz da PCI ou mesmo no corpo do componente. Com o local levemente molhado de #uxo, basta aquecer rapidamente os terminais com o soldador e aplicar a solda. Em vez de tentar soldar isolada- mente cada um dos pontos, o que fazemos aqui é soldar tudo de uma só vez, como se todos os pontos fossem apenas um. Esse procedimento cer- tamente fará com que a solda junte um ou mais pontos. Não se preocupe com isso, pois a próxima etapa resolverá o problema. FIQUE ALERTA Não permaneça muito tempo com o soldador sobre o componente, pois isso poderá danificá-lo e compro- meter a PCI, pois a trilha dela se desprende do material isolante. Caso não consiga obter o resultado desejado, aguarde o resfriamento e repita o processo. Vamos aguardar o resfriamento e, então, repetir o processo para o outro lado do componente. Observe o resultado da soldagem na !gura 48. Veja que há excesso de solda em alguns pontos. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 75 Figura 48 - Componente após a soldagem Fonte: SENAI-SP (2012) d) Remoção do excesso de solda: vamos, agora, remover o excesso de sol- da, retirando a quantidade indesejada que pode estar unindo dois ou mais pontos. Vamos executar essa etapa com o auxílio da malha para dessoldar. Podemos utilizar um sugador de solda no lugar da malha, caso ela não es- teja disponível, mas o uso dela produz um melhor resultado. Posicione a malha para dessoldar sobre os pontos de solda e o soldador so- bre ela, conforme a !gura 49. Ao fundir a solda, seu excesso será removido pela ação da malha para dessoldar, permanecendo apenas a quantidade ideal no componente. Figura 49 - Processo para remoção do excesso de solda Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS76 A !gura 50 mostra o componente eletrônico após a soldagem e a remoção do excesso de solda. Figura 50 - Componente após a soldagem Fonte: SENAI-SP (2012) e) Veri"cação: veri!que a qualidade da solda para ter certeza de que não houve uma solda fria. f) Limpeza "nal: após a soldagem e remoção do excesso de solda, utilize ál- cool isopropílico para limpar o local, eliminando, assim, qualquer resíduo de #uxo. Resumindo: até aqui, falamos sobre as ferramentas utilizadas no processo de soldagem e abordamos os métodos de soldagens industriais e manuais utilizados na instalação dos componentes eletrônicos em uma PCI. Conhecemos as particu- laridades dos componentes PTH e SMD e como elas interferem no processo de soldagem. Mais adiante vamos falar sobre as técnicas para dessoldagem de componen- tes eletrônicos. Tão importante quanto instalar componentes em uma PCI, é saber como removê-los. Embora o seu trabalho como instalador esteja focado na instala- ção dos componentes, a remoção pode ser necessária, seja para corrigir uma falha na instalação, seja refazer uma soldagem incorreta ou até mesmo substituir um componente que pode ter sido dani!cado na instalação. É por meio das técnicas de dessoldagem que você será capaz de remover um componente de uma PCI. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 77 4.3 FERRAMENTAS E MATERIAIS PARA DESSOLDAGEM DE COMPONENTES Antes de falar sobre as técnicas de dessoldagem, precisamos conhecer algu- mas ferramentas que irão nos auxiliar nesse trabalho. Algumas já foram apresen- tadas antes, pois foram úteis também no processo de soldagem, como é o caso do sugador de solda, a estação de dessoldageme a malha para dessoldar. Falaremos agora sobre o soprador térmico e a estação de retrabalho SMD. 4.3.1 SOPRADOR TÉRMICO Fornece um jato de ar quente, semelhante a um secador de cabelos, porém com temperaturas bem superiores, podendo variar entre 50ºC e 650ºC, conforme o modelo. Alguns modelos possuem controle para ajuste da temperatura e do #uxo de ar. A !gura 51 mostra um soprador térmico em forma de pistola. Figura 51 - Soprador térmico Fonte: SENAI-SP (2012) O ar quente gerado pelo soprador térmico é utilizado para derreter a solda, facilitando assim a remoção do componente. Como desvantagem, o ar quente poderá atingir algum componente vizinho que não queremos remover. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS78 4.3.2 ESTAÇÃO DE RETRABALHO SMD Estação de retrabalho SMD é o nome popularmente utilizado para indicar o equipamento que permite a substituição de componentes SMD de uma PCI, o que envolve a tarefa de dessoldagem e soldagem. Como já falamos anteriormen- te, como instalador, você poderá se deparar com alguma situação em que será necessário dessoldar um componente e, para esse !m, a estação de retrabalho SMD será útil. Veja, a seguir, uma !gura que ilustra uma estação de retrabalho SMD. Figura 52 - Estação de retrabalho SMD Fonte: SENAI-SP (2012) A estação de retrabalho SMD une os conceitos da estação de solda e do so- prador térmico, pois fornece um jato de ar quente que é controlado por um equi- pamento externo, assim como a estação de solda que controla a temperatura do soldador. Nesse ponto, você pode estar se perguntando: “qual seria a diferença entre o soprador térmico e a estação de retrabalho SMD?” De fato, o conceito é o mesmo. A diferença é que o soprador térmico é uma ferramenta de uso geral, utilizada para outros objetivos além da soldagem e dessoldagem e, por isso, possui a tem- peratura e o #uxo de ar superiores ao necessário para esse !m. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 79 Já a estação de retrabalho SMD possui um controle de temperatura e #uxo de ar mais adequado à tarefa de soldar e dessoldar, além de uma ponta mais !na, que direciona melhor o ar quente para um único ponto. De resto, a estação de re- trabalho SMD possui alguns acessórios que ajudam na remoção do componente, como veremos mais adiante. As estações de retrabalho SMD podem ser encontradas nas versões digital e analógica. Enquanto as analógicas possuem controles de temperatura e #uxo de ar mais simples, que funcionam com escalas prede!nidas, as digitais permitem mais exa- tidão nesse controle, indicando inclusive a temperatura por meio de um display. 4.4 TÉCNICAS DE DESSOLDAGEM DE COMPONENTES Quando apresentamos as técnicas de soldagem de componentes eletrônicos, falamos sobre as técnicas empregadas em escala industrial, muitas vezes meca- nizadas, e sobre as técnicas de soldagem manual. Já aprendemos que as técnicas de soldagem industrial têm como objetivo o ganho de produtividade, já que os componentes são todos soldados de uma só vez. Agora, veremos as técnicas utilizadas na dessoldagem dos componentes, que são utilizadas essencialmente para remover um componente que foi soldado em uma PCI. Não existem técnicas de dessoldagem em escala industrial, pois não há uma utilidade prática em se remover todos os componentes de uma PCI de uma só vez. Em geral, removemos um ou outro componente apenas, com o objetivo de substituí-lo, seja por um defeito, seja pela instalação incorreta. Dessa forma, a des- soldagem é um processo que sempre irá ocorrer de forma manual, como veremos a seguir. 4.4.1 DESSOLDAGEM DE COMPONENTES PTH A dessoldagem de componentes PTH é um processo bastante simples e mui- to parecido com o processo de soldagem manual. A diferença está no fato de que, ao invés de aquecer e aplicar a solda, nós iremos aquecer e remover a solda com o auxílio de um sugador de solda. O procedimento se resume em limpeza, aquecimento, remoção da solda, remoção do componente e limpeza !nal. Vamos veri!car, a partir de agora, cada uma dessas etapas: a) limpeza: limpe o local que será dessoldado com álcool isopropílico. A solda suja pode ser mais difícil de ser removida; INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS80 b) aquecimento: o local deverá ser aquecido com o auxílio do soldador, até que ocorra a fusão da solda; c) remoção da solda: com o sugador, remova a solda do local desejado. Re- pita o processo quantas vezes forem necessárias, até que seja removida completamente. Lembre-se de que você não pode manter o soldador so- bre a PCI por mais de 5 segundos. Assim, se a solda não for removida nesse tempo, retire o soldador e aguarde o resfriamento do local antes de repetir o procedimento; Figura 53 - Remoção da solda Fonte: SENAI-SP (2012) d) remoção do componente: com o auxílio de uma pinça ou de um alicate de bico, dependendo do tamanho do componente, remova-o da PCI. É pos- sível que ele ainda permaneça preso à PCI. Isso ocorre devido ao resíduo de solda nela. Nesse caso, utilize o soldador para aquecer o local que está preso, enquanto remove o componente; e) limpeza "nal: após remover o componente, é possível que a ilha na PCI tenha !cado com algum resíduo de solda. Você poderá utilizar o soldador e o sugador para removê-lo completamente. Além da solda na ilha, a PCI pode !car com resíduos de #uxo. Nesse caso, utilize álcool isopropílico para limpar o local. O procedimento acima foi ilustrado com o uso de um soldador comum e su- gador de solda manual, mas o procedimento é basicamente o mesmo para as de- mais ferramentas: consiste em aquecer o local para fundir a solda e, em seguida, sugá-la enquanto estiver fundida. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 81 4.4.2 DESSOLDAGEM DE COMPONENTES SMD A dessoldagem de componentes SMD segue a mesma lógica da dessoldagem de componentes PTH. A diferença está na proximidade dos pontos de solda, que di!cultam o aquecimento e a remoção por meio de um soldador comum. Além da di!culdade, a chance de dani!car a PCI é bem maior, pois, dependendo da quantidade de pontos de solda, a dessoldagem pode demorar muito, aquecendo demais esse local da PCI. Para componentes SMD mais simples, com até 4 terminais, removê-los utili- zando a técnica de dessoldagem para componentes PTH pode ser uma boa ideia, pois os pontos de solda podem estar com distância su!ciente que permita esse procedimento. Mas, para componentes com maior número de pontos de solda, precisamos de outra alternativa. Os passos necessários para a dessoldagem de componentes SMD são: limpeza, aquecimento e remoção do componente, remoção da solda e limpeza !nal. Note que o componente é retirado antes da remoção da solda. Isso é possível, pois o componente é removido com a solda ainda quente, em seu estado de fusão. Vamos analisar cada um dos passos para entender como faremos a remoção do componente. a) Limpeza: limpe todo o local que será dessoldado utilizando álcool isopro- pílico. b) Aquecimento e remoção do componente: antes de iniciar o aquecimen- to, devemos nos preocupar em segurar o componente, pois a remoção irá ocorrer durante esse trabalho. Se estiver utilizando uma estação de retra- balho SMD, utilize a pinça extratora que acompanha a estação. Esse ins- trumento, além de segurar o componente durante a remoção, exerce uma pequena força que puxa o componente para cima. Caso essa ferramenta não esteja disponível, você poderá utilizar uma pinça comum, segurando o componente e fazendo uma pequena força para cima, até removê-lo. Com o auxílio do soprador térmico ou do jato de ar quente da estação de re- trabalho SMD, aqueça de maneira uniforme todos os pontos que precisam ser dessoldados. Tenha muito cuidado para não aquecer os pontos de solda vizinhos que não deseja remover. A !gura 54 mostra a remoção da solda com o uso de uma estação de retraba- lho SMD. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS82 Figura 54 - Jato de ar quente proveniente de uma estação de retrabalho SMD Fonte: SENAI-SP(2012) Já a !gura 55 ilustra a retirada com o uso de um soprador térmico. Observe que a saída de ar do soprador térmico é muito maior que a saída de ar da estação de retrabalho SMD. Figura 55 - Jato de ar quente proveniente de um soprador térmico Fonte: SENAI-SP (2012) 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 83 Quando a solda de todos os pontos atingir o ponto de fusão, o componente será removido. A força natural exercida pela pinça extratora irá levantar o com- ponente ou, por meio da pinça comum, será possível retirá-lo da PCI. Note que não nos preocupamos em remover a solda, apenas a aquecemos o su!ciente para desprender o componente. A maior diferença entre o soprador térmico e o jato de ar quente da estação de retrabalho SMD é o diâmetro do bocal por onde sai o ar. A saída de ar quente da estação de retrabalho SMD é menor e, por isso, o jato de ar é mais direcionado sobre o local que você deseja dessoldar. Em geral, o soprador térmico possui um bocal maior e, consequentemente, o jato de ar pode atingir componentes vizi- nhos, ressoldando-os de forma indesejada. SAIBA MAIS Se estiver utilizando uma estação de retrabalho SMD, consul- te o manual do fabricante que acompanha o equipamento para obter mais informações sobre as técnicas de dessolda- gem. Os fabricantes disponibilizam técnicas de dessoldagem com procedimentos específicos para cada modelo. c) Remoção da solda: com o auxílio de um sugador ou da malha para dessol- dar, remova o excesso de solda da PCI. O soprador térmico ou o ar quente da estação de retrabalho SMD pode ser necessário para fundi-lo novamen- te, permitindo a sua remoção. d) Limpeza "nal: utilize álcool isopropílico para remover os resíduos de #uxo sobre a PCI. Conheça agora os itens de segurança que você precisará usar quando for sol- dar ou dessoldar componentes diversos em uma PCI. 4.5 SEGURANÇA DURANTE A SOLDAGEM E DESSOLDAGEM Como os processos de soldagem e dessoldagem envolvem vapores prove- nientes do #uxo de solda e metais perigosos incluídos na solda, o uso de equipa- mentos de proteção torna-se extremamente necessário. Os equipamentos mais utilizados são: os de proteção coletiva (EPC), como exaustores para auxiliar na remoção dos vapores tóxicos provenientes do #uxo, e os de proteção individual (EPI), como óculos de segurança para evitar que a solda quente cause lesões nos olhos e luvas para proteger as mãos ao manusear a solda e evitar o contato com os metais perigosos presentes em sua composição. As normas de proteção e segurança no trabalho são abordadas no livro Quali- dade, saúde, meio ambiente e segurança no trabalho. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS84 4.6 DESCARTE DE MATERIAIS PROVENIENTES DA SOLDAGEM E DESSOLDAGEM Os materiais envolvidos no processo de soldagem e dessoldagem não podem ser descartados no lixo comum, devido aos metais perigosos que fazem parte da composição da solda, ou seja, qualquer resíduo deve ser descartado conforme as normas especí!cas de descarte de materiais eletroeletrônicos. A malha para dessoldar contém resíduos de solda e segue o mesmo procedimento de descarte. O livro de Qualidade, saúde, meio ambiente e segurança no trabalho traz mais informações sobre o descarte de materiais eletroeletrônicos. CASOS E RELATOS Limpar para quê? Ao questionar alguns donos de assistência técnica de equipamentos eletrônicos sobre qual era a maior causa de defeitos nesses aparelhos, todos a!rmaram ser a solda que se desprende da ilha. Segundo eles, muitos equi- pamentos estão sujeitos a vibrações ou expostos a temperaturas relativa- mente altas, o que contribui para que esse problema ocorra. Quase sempre, o defeito aparece quando o prazo da garantia do fabricante já se esgotou. Ainda segundo esses pro!ssionais, há uma medida simples para se evitar tais problemas: a preparação do local antes da soldagem, ou seja, a limpeza. Embora todos saibam da importância de, antes da soldagem, limpar o local que receberá a solda e também o terminal do componente, muitos pro!s- sionais desprezam essa etapa ou não a fazem adequadamente. Embora o aspecto da soldagem seja bom, sua vida útil é comprometida. Portanto, baseado na experiência de quem convive com isso diariamente, podemos perceber a importância de seguir rigorosamente todas as eta- pas de um procedimento, mesmo que não seja possível enxergar seu re- sultado prático naquele momento. 4 SOLDAGEM E DESSOLDAGEM DE COMPONENTES ELETRÔNICOS 85 RECAPITULANDO Neste capítulo, vimos as diferenças entre os componentes PTH e SMD. Os componentes PTH são !xados por meio de um furo na PCI pelo qual passa o terminal do componente, e os componentes SMD, são soldados à superfície da PCI, sem a necessidade de um furo especí!co. Aprendemos ainda como os componentes PTH e SMD são soldados à PCI, incluindo técnicas manuais e mecanizadas de soldagem para cada um dos tipos, bem como as ferramentas e utensílios utilizados nesse processo. Por !m, falamos sobre os cuidados em relação à nossa segurança por meio de equipamentos de proteção coletiva (EPC) e individual (EPI) e so- bre a preservação do meio ambiente por meio do descarte correto dos materiais provenientes de soldagem e dessoldagem. 5 Componentes de sistemas eletrônicos Como você já sabe, os equipamentos eletrônicos são compostos por uma imensa combina- ção de componentes que estão interligados conforme o esquema elétrico. Cada componente possui uma função diferente, com características próprias e tamanhos variados. O projetista, seja ele um engenheiro, tecnólogo ou técnico da área, precisa conhecer profundamente o princípio de funcionamento dos componentes, pois somente assim ele será capaz de criar um circuito eletrônico. Como instalador, não será necessário deter todo esse conhecimento, mas é muito impor- tante que você conheça alguns princípios básicos a respeito dos componentes de sistemas eletrônicos, pois precisará distinguir um dos outros, saber se eles têm polaridade e, também, identi! car os terminais. Assim, ao ! nal deste capítulo, esperamos que você esteja apto a: distinguir os diversos tipos de componentes eletrônicos que existem; e conhecer suas características básicas, como interpretação dos valores e polaridade dos terminais. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS88 5.1 ASPECTOS GERAIS SOBRE OS COMPONENTES ELETRÔNICOS Antes de falar sobre cada um dos componentes eletrônicos, é importante co- nhecer detalhes que são referentes a todos eles, tais como encapsulamentos, dis- sipadores de calor, folhas de dados e normas para simbologia. Vamos falar sobre cada um desses temas. 5.1.1 ENCAPSULAMENTO Como você já viu anteriormente, o encapsulamento é o corpo, ou carcaça, do componente. É muito importante você saber que componentes com características diferen- tes podem utilizar o mesmo encapsulamento. Isso ocorre porque ele funciona como uma espécie de embalagem. Assim sendo, a sua composição interna será diferente para cada tipo de componente eletrônico. Para distinguir um componente do outro, é necessário observar o código que vem impresso no seu corpo. Veja o exemplo da !gura 56. OU Figura 56 - Componentes eletrônicos com encapsulamento TO-220 Fonte: SENAI-SP (2012) Nesse exemplo, apresentamos dois componentes bastante comuns que utili- zam o encapsulamento TO-220. Se o código impresso, como no componente da !gura anterior, for TIP32C, trata-se de um transistor, mas se o código for LM317, trata-se de um circuito integrado regulador de tensão. Esses são dois componen- tes completamente diferentes, mas que utilizam o mesmo encapsulamento. Fala- remos no próximo capítulo (ver tópicos 6.4.1e 6.6) sobre esses dois componentes. Mas a questão, agora, é saber que a aparência física do componente nem sempre determina o que ele faz. É importante saber ainda que, além desses dois, existem muitos outros com- ponentes que utilizam o encapsulamento TO-220. O código que determina o tipo de encapsulamento TO-220, como no exemplo citado acima,não vem impresso no componente, aliás, o código impresso sempre se refere ao tipo do componente e não ao encapsulamento. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 89 Os encapsulamentos são padronizados com o objetivo de facilitar os projetos e a eventual substituição de um componente. Um mesmo tipo de componente costuma ser produzido por fabricantes diferentes. Com a padronização, todos os fabricantes seguem uma mesma regra, de forma que um componente tenha sem- pre as mesmas características físicas. Além disso, um mesmo componente pode estar disponível em várias opções de encapsulamento. A escolha varia em função de como ele será montado na PCI e conforme a potência que será dissipada. Em geral, encapsulamentos maiores conseguem dissipar potências maiores. As informações sobre os encapsulamen- tos disponíveis e as características especí!cas de cada componente devem ser consultadas no datasheet (folha de dados, em português), conforme abordare- mos ainda neste capítulo. Agora, veja, na !gura 57, alguns encapsulamentos disponíveis para o circuito integrado LM317. encapsulamento TO-3 encapsulamento TO-263 encapsulamento TO-39 Figura 57 - Encapsulamentos Fonte: SENAI-SP (2012) VOCÊ SABIA? A padronização dos encapsulamentos é feita por as- sociações independentes, das quais os fabricantes são membros. Os padrões são criados por meio de consenso entre os membros da associação. SAIBA MAIS JEDEC –Joint Electron Device Engineering Council – é uma das associações mais conhecidas na área de encapsulamentos para componentes eletrônicos, por criar padrões abertos, ou seja, padrões que podem ser utilizados por qualquer fa- bricante. Consulte o site da JEDEC para saber mais sobre o assunto. O seu endereço eletrônico é este: <www.jedec.org>. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS90 5.1.2 DISSIPADORES DE CALOR Muitos componentes eletrônicos produzem uma grande quantidade de ca- lor, conforme a potência que dissipam e a função que realizam. Em alguns casos, o calor produzido é tão grande que podemos até queimar o dedo ao tocá-los. Ocorre que essa energia é prejudicial ao componente, podendo prejudicar o seu desempenho ou causar a sua destruição. Infelizmente, não é possível evitar que esses componentes produzam calor, pois embora seja indesejado, trata-se de uma característica de funcionamento. Como fazer, então, para evitar danos aos componentes eletrônicos que produ- zem temperaturas tão elevadas? Para resolver esse problema, foram criados os dissipadores de calor, conheci- dos apenas como dissipadores: peças metálicas que devem ser acopladas aos encapsulamentos dos componentes que produzem muito calor. Como o nome sugere, a sua função é transferir ou dissipar o calor acumulado para ele próprio. O componente continua produzindo calor, mas agora ele é dis- tribuído entre o componente e o dissipador. Como consequência, a temperatura diminui. Existem muitos modelos de dissipadores, que variam em razão do encapsula- mento do componente e da temperatura envolvida. Quanto maior a temperatura, maior será o tamanho do dissipador. A maior parte dos dissipadores é presa aos componentes por meio de parafu- sos, mas existem casos em que podem ser encaixados ou colados. A !gura 58 traz um exemplo de um componente com encapsulamento TO-220 montado em um dissipador, preso por um parafuso. Figura 58 - Componente com encapsulamento TO-220 montado em dissipador Fonte: SENAI-SP 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 91 Mais adiante, falaremos sobre componentes eletrônicos que podem precisar de dissipadores. Mas saiba que, sempre que eles forem necessários, você será in- formado por meio de observações deixadas no esquema elétrico ou por meio dos procedimentos de rotina de trabalho, conforme veremos no capítulo 7. Agora, é importante compreender que os dissipadores não são capazes de resolver todos os problemas de temperatura. Existem casos em que, mesmo uti- lizando grandes dissipadores, a temperatura ainda permanece alta. Para esses casos, além do dissipador, pode ser necessária a instalação de ventiladores. Mas isso também deverá estar descrito nas observações do esquema elétrico ou nos procedimentos de rotina de trabalho. Isoladores para dissipadores Já falamos que os dissipadores são feitos de metal. Ocorre que muitos encap- sulamentos também são metálicos e, ao acoplar o componente diretamente ao dissipador, inevitavelmente haverá conexão elétrica entre eles. Existem casos em que essa conexão é indesejada, por exemplo, quando um mesmo dissipador é utilizado por mais de um componente. Para evitar essa conexão, existem materiais isolantes que são colocados entre eles, conhecidos como isolantes de mica ou apenas mica, que é o nome da ma- téria-prima do qual são feitos. Trata-se de um material bastante !no, que permite boa transferência de calor e possui capacidade para suportar altas temperaturas. Tem a aparência de um plástico transparente, já vem no tamanho certo para cada encapsulamento e com a furação necessária para o parafuso de !xação. Deverá haver uma indicação nas observações do esquema elétrico quando for necessário utilizar esse isolante. Agora, de nada adianta o uso da mica sem isolar o parafuso que prende o componente ao dissipador. Para essa !nalidade, existem os anéis de isolação, que muito se assemelham a arruelas. Eles evitam o contato elétrico entre o compo- nente eletrônico e o parafuso. Pasta térmica Como já falamos, existem casos em que, mesmo com o uso de dissipadores, o problema de aquecimento ainda é crítico. A !m de melhorar a transferência de calor do componente para o dissipador, foi criada a pasta térmica. Trata-se de uma pasta com densidade um pouco superior à do creme dental e, na maio- ria dos casos, de cor branca. São vendidas em pequenas bisnagas ou potes. Para melhorar a transferência de calor, é aplicada uma !na camada dessa pasta entre o componente e o dissipador. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS92 5.1.3 FOLHA DE DADOS (DATASHEET) A folha de dados, mais conhecida por datasheet, contém informações com- pletas sobre os componentes, como descrição do funcionamento, identi!cação dos terminais, encapsulamentos disponíveis, limites de temperatura, caracterís- ticas elétricas e, em alguns casos, até circuitos de exemplo que os utilizam. Cada componente possui um datasheet. Devido ao tamanho reduzido, a maioria dos componentes traz apenas o có- digo de identi!cação impresso em seu encapsulamento. Assim, sempre que for necessário obter informações detalhadas sobre o componente, você deverá con- sultar o datasheet. Ele pode ser encontrado no site do fabricante. Para encontrar um endereço eletrônico de acordo com o produto de que precisa, basta digitar o código do componente nos sites de busca, na internet. A pesquisa, certamente, apontará ca- minhos diferentes para o datasheet de que precisa. Sites que comercializam com- ponentes também costumam ter links para esses documentos. 5.1.4 NORMAS DE SIMBOLOGIA ELETRÔNICA Existem algumas normas que têm por objetivo padronizar o uso da simbologia na eletrônica. Seria mais fácil se pudéssemos nos basear apenas nas normas bra- sileiras, regulamentadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), porém existem dois pontos importantes que precisam ser considerados: a) a norma ABNT NBR 5452, que tratava da simbologia dos semicondutores, foi cancelada e não possui substituta; b) devido à globalização, é muito provável que você tenha contato com es- quemas elétricos produzidos fora do Brasil. Por esses motivos, além de apresentar a simbologia segundo as normas da ABNT, vamos mostrá-la nos padrões IEC 60617, que é uma norma para o padrão europeu, e IEEE Std 315, que é uma norma para o padrão americano. Agora que você já sabe que os componentes possuem simbologia normaliza- da, que há diversos encapsulamentos e que os datasheets contêm todas as infor- mações de que você precisará como instalador, vamos falar um pouco sobre os principais componenteseletrônicos e suas características. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 93 5.2 RESISTOR Você já conheceu as principais características do resistor, como o conceito de resistência, valores nominais e reais e tolerância, quando estudou Eletricidade no Módulo Básico. Apresentaremos, neste capítulo, os modelos de resistores e o modo como os seus valores são indicados no corpo do componente – informa- ções importantes para você realizar seu trabalho como instalador. Para facilitar o estudo, dividimos os resistores em três grandes grupos: !xos, ajustáveis e variáveis. 5.2.1 RESISTORES FIXOS Os resistores !xos recebem esse nome porque o valor ôhmico de sua resis- tência não muda. Os fabricantes disponibilizam resistores de valores diferentes, conhecidos como valores comerciais, mas que são padronizados. Veja, na !gura a seguir, os símbolos usados mundialmente para identi!car es- ses resistores. Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 ABNT NBR 12521 IEEE Std 315 Figura 59 - Símbolos do resistor Fonte: SENAI-SP (2012) Os resistores !xos não possuem polaridade, ou seja, não existe um lado cor- reto para serem instalados. Por isso, poderão ser montados na PCI em qualquer posição que funcionarão perfeitamente. Porém, é uma boa prática manter um padrão ao inseri-los na PCI, de maneira que a identi!cação de seus valores no- minais seja facilitada. Isso contribuirá com o processo de validação da placa, e o resultado !nal da montagem terá um aspecto mais pro!ssional. No entanto, existe uma exceção à regra de ausência de polaridade que ocorre nas redes resistivas. Esses componentes possuem vários resistores em seu interior e um grande número de terminais. Nesse caso, você precisará identi!cá-los an- tes de montá-los na PCI. Falaremos com mais detalhes sobre esse tipo de resistor mais à frente, ainda neste capítulo. Devido às melhorias no processo de fabricação dos resistores, raramente você encontrará um com mais de 5% de tolerância. Os mais comuns são 5%, 2% e 1%. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS94 A escolha da tolerância é feita pelo projetista e varia conforme a necessidade do circuito. Existem circuitos em que o valor do resistor não é tão crítico, e uma tolerância de 5% não afeta o seu funcionamento. Em outros casos, pequenas va- riações na resistência podem provocar problemas no circuito, por isso, resistores com tolerâncias menores são necessários. Como instalador, você deverá respeitar a que for indicada no esquema elétrico, de forma a nunca substituir um resistor por outro que tenha uma tolerância maior que a especi!cada. Os resistores !xos estão disponíveis em vários tipos de encapsulamento, con- forme o material com o qual são fabricados, a potência, a tolerância e a forma como são montados na PCI. Vejamos, agora, os tipos mais comuns, que são: re- sistores de !lme de carbono, de !lme metálico, de !lme óxido-metálico, de !o, matriz de resistores, redes resistivas e SMD. Resistores !xos de !lme de carbono, !lme metálico e !lme óxido-metálico – PTH Embora sejam construídos a partir de materiais diferentes, os resistores de !l- me de carbono, !lme metálico e !lme óxido-metálico têm aspectos físicos iguais e, muitas vezes, torna-se difícil diferenciar um e outro. Conforme o tipo de material utilizado, o resistor pode ter uma tolerância maior ou menor, mas você não precisa- rá identi!car de que material ele é feito para saber sua tolerância. Tanto os valores da resistência como a tolerância estão especi!cados no seu corpo. Portanto, o que é realmente importante é ler os seus valores para escolher adequadamente aquele que atenda às especi!cações descritas no esquema elétrico a ser montado. Para os resistores de que estamos falando, os valores da resistência e da to- lerância são escritos por meio de faixas coloridas, conhecidos como código de cores, como você pode observar na !gura 60. Figura 60 - Resistor com valores escritos por meio de código de cores Fonte: SENAI-SP (2012) Já o valor da sua potência não está escrito. Como os resistores possuem tama- nhos diferentes em função de suas potências, que variam entre 1/8W (0,125W) e cerca de 3W, elas são identi!cadas apenas pelo tamanho. Muitas pessoas adquirem prática em saber a potência do resistor apenas ob- servando o seu tamanho, mas é recomendável que você consulte sempre o data- sheet para obter essa informação. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 95 Os resistores podem possuir de três a seis faixas coloridas. A forma de leitura para os de três e de quatro faixas é muito semelhante. As três primeiras repre- sentam o valor da resistência, sendo que as duas primeiras indicam o primeiro e segundo dígito do valor, e a terceira faz a função de multiplicador. Vejamos um exemplo na !gura 61. 1K ! 20% de tolerância 560K ! 10% de tolerância Resistor de 3 faixas Resistores padrão possuem 4 faixas Código de Cores A extremidade com mais faixas deve apontar para a esquerda Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Dourado Prateado Cor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1a Faixa x 1! x 10 ! x 100 ! x 1K ! x 10K ! x 100K ! x 1M ! x 10M ! x 0,1! x 0,01! Multiplicador +/- 1% +/- 2% +/- 0,5% +/- 0,25% +/- 0,1% +/- 0,05% +/- 5% +/- 10% Tolerância2a Faixa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 61 - Leitura do código de cores para resistores com três ou quatro faixas Fonte: SENAI-SP (2012) Observe que o primeiro resistor é formado pelas cores marrom, preta e verme- lha. Pela tabela das cores, também indicada na !gura, o marrom vale 1, o preto 0 e o multiplicador, no caso, em vermelho ×100 (ou ×102 ). Assim, temos 10 × 102 = 1.000Ω ou, em notação cientí!ca, 1kΩ. A ausência da quarta faixa indica que a tolerância é de 20%. Veja que o segundo resistor é formado pelas cores verde, azul e amarela. De acordo com a tabela das cores, o verde vale 5, o azul 6 e o multiplicador amarelo ×10000 (ou ×104). Assim, temos 56 × 104 = 560.000Ω ou 560kΩ, em notação cientí- !ca. A presença de uma quarta cor indica a tolerância, no caso, prata, que vale 10%. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS96 Já a cor do corpo do resistor, mostrado na !gura 60, indica que ele é feito de !lme de carbono. A leitura dos resistores com cinco ou seis faixas não é muito diferente. Em vez de haver dois dígitos e um multiplicador, temos três dígitos e um multiplicador. Os de 5 ou 6 faixas possuem uma tolerância menor que os resistores de quatro faixas. A !gura 62 mostra como é feita a leitura de resistores de cinco e de seis faixas. 237 ! 1% de tolerância 2% de tolerância - Coef. térmico 100 ppm Resistor de 5 faixas Resistor de 6 faixas Código de Cores A extremidade com mais faixas deve apontar para esquerda. 4,7 ! Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Dourado Prateado Cor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1a Faixa x 1! x 10 ! x 100 ! x 1K ! x 10K! x 100K ! x 1M ! x 10M ! x 0,1! x 0,01! 3a Faixa +/- 1% 100 ppm / 0 C 50 ppm / 0 C 15 ppm / 0 C 25 ppm / 0 C 10 ppm / 0 C 5 ppm / 0 C 1 ppm / 0 C +/- 2% +/- 0,5% +/- 0,25% +/- 0,1% +/- 0,05% +/- 5% +/- 10% Multiplicador Tolerância Coe!ciência detemperatura2a Faixa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 62 - Leitura do código de cores para resistores com cinco ou seis faixas Fonte: SENAI-SP (2012) Repare que o primeiro resistor é formado pelas faixas vermelha, que vale 2; laranja 3; violeta 7; e preta, que é o multiplicador, ×1. Temos então 237 × 1 = 237Ω. A quinta faixa representa a tolerância, no caso, marrom = 1%. Agora você percebeu que o segundo resistor é lido da mesma forma? As cores que representam o valor da resistência são: amarelo, que vale 4; violeta 7; preto 0; e o multiplicador prata, que vale ×0,01 (ou ×10-2). Assim, temos: 470 × 0,01 = 4,7Ω. A quinta faixa representa a tolerância, no caso, vermelho = 2%. A sexta faixa re- presenta o coe!ciente de temperatura, no caso, marrom = 100ppm/ºC (100 partes por milhão / graus Celsius). Mas o que signi!ca o coe!ciente de temperatura? Em todos osresistores, exis- te uma variação da resistência em função da temperatura a que são expostos. Por meio do coe!ciente de temperatura, é possível determinar qual será a variação da resistência para cada ºC. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 97 Se um determinado circuito utiliza um resistor de seis faixas, signi!ca que a re- lação entre a resistência e a temperatura é um fator importante para o seu funcio- namento. Como instalador, ao se deparar com um circuito que utilize um resistor de seis faixas, você precisará ter cuidado para não utilizar um resistor diferente do especi!cado no esquema elétrico. Além do valor da resistência, a tolerância e o coe!ciente de temperatura deverão estar exatamente como foram determinados. A cor azulada, no corpo do resistor, na maioria dos casos, indica um resistor de !lme óxido-metálico. É importante saber que não existe um padrão para a cor do corpo do resistor. Portanto, alguns fabricantes podem não adotar a cor azulada, por exemplo, para os resistores de !lme óxido-metálico. Resistores !xos de !o – PTH Os resistores !xos de !o têm como característica principal a dissipação de po- tências bem mais elevadas do que os de !lme de carbono, !lme metálico ou !lme óxido-metálico podem dissipar. Em função disso, são !sicamente bem maiores também. Os resistores de !o utilizados na área da eletrônica costumam dissipar potências de até 30W aproximadamente, mas existem outras aplicações em que a potência pode ultrapassar a casa dos 1000W. Os resistores de !o são revestidos de cerâmica ou porcelana, conforme a !gura 63. resistor de !o revestido de porcelana resistor de !o revestido de cerâmica Figura 63 - Resistores de !o Fonte: SENAI-SP (2012) Na maioria dos casos, os valores são descritos por meio de números e incluem a informação sobre a potência também. Mas existem casos que podem ser espe- ci!cados por meio do código de cores. A !gura 64 mostra um resistor de !o em que é possível ler o valor impresso no corpo do resistor. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS98 5W20K!J Figura 64 - Resistor de !o de 20kΩ, com tolerância de 5% e potência máxima de 5W Fonte: SENAI-SP (2012) Já a tolerância pode ser indicada em porcentagem ou por meio de letras, con- forme a tabela 1: Tabela 1 - Tolerâncias para resistores de "o LETRA TOLERÂNCIA B 0,1% C 0,25% D 0,5% F 1% G 2% H 3% J 5% K 10% M 20% Resistores !xos – SMD Os diferentes modelos de resistores SMD possuem basicamente a mesma apa- rência física, podendo haver algumas variações de tamanho em função da potência. A !gura 65 mostra alguns resistores SMD. Para que você tenha uma noção de como são pequenos, eles foram colocados ao lado de uma moeda de R$ 0,10. Figura 65 - Resistores SMD Fonte: SENAI-SP (2012) 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 99 Os valores impressos no resistor SMD podem aparecer de formas diferentes. Veremos, agora, como fazer a leitura das mais comuns, que são por meio de códi- gos com três ou quatro dígitos. Código de três dígitos: a leitura é semelhante ao código de cores para resis- tores de três faixas. Porém, no lugar das cores, aparecem os números. Os dois primeiros representam os dígitos do valor, e o terceiro número, o multiplica- dor. Para o caso da !gura 66, temos 10 × 1000 = 10kΩ (lembrando que o có- digo do multiplicador 3 vale ×1000, conforme a tabela do código de cores). 103 103 = 10k Figura 66 - Resistor SMD com valor identi!cado por meio de três dígitos Fonte: SENAI-SP (2012) Em geral, resistores SMD com código de três dígitos possuem tolerância de 5%. Em alguns casos, uma barra abaixo do código indica tolerância de 1% ou me- nos, conforme indicado pela !gura 67. Como existem exceções para essas regras, é recomendável consultar o datasheet. O traço indica 1% de tolerância ou menos. Figura 67 - Resistor SMD com tolerância de 1%, ou menos Fonte: SENAI-SP (2012) Código de quatro dígitos: a leitura é semelhante ao código de cores para resistores de cinco faixas. Porém, no lugar das cores, aparecem os números. Os três primeiros representam os três primeiros dígitos do valor e o quarto número representa o multiplicador. Para o resistor da !gura 68, temos: 470 × 1 = 470Ω (lembrando que o código do multiplicador 0 vale ×1, conforme a tabela do código de cores). 4700 4700 =470 Figura 68 - Resistor SMD com código de quatro dígitos Fonte: SENAI-SP (2012) Assim como os resistores SMD com código de três dígitos, existem exceções para a regra que determina a tolerância. Por isso, você precisará recorrer ao da- tasheet para obter essa informação. De qualquer modo, a maioria dos resistores SMD com códigos de quatro dígitos possuem tolerância de 1%. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS100 Redes resistivas – PTH Os resistores podem ser encontrados em forma de redes resistivas (em inglês, resistor network). Isso signi!ca que vários resistores de um mesmo valor são mon- tados em um único encapsulamento, com objetivo de reduzir o tamanho da PCI. Existem redes com 4, 8, 16 e outras quantidades de resistores, que são disponibi- lizados de acordo com o fabricante. Normalmente, os valores estão impressos no corpo do componente por meio de códigos, que indicam os valores da resistên- cia, tolerância, potência e a quantidade de resistores. A !gura 69 mostra um modelo de rede resistiva e o esquema de ligação, que foi extraído do datasheet. Observe, no esquema, que todos os resistores possuem um ponto de ligação em comum, realizado por meio do terminal 1. 91 este ponto indica o pino 1 totoeste pontestee ponte pont o! B08255 9x - 1 - 103LF Figura 69 - Rede de resistores e esquema interno de ligação Fonte: SENAI-SP (2012) De acordo com o datasheet, a rede resistiva acima é composta por oito resisto- res de 10kΩ, 2% de tolerância e com potência de 0,2W. Como você pode perceber, não seria possível determinar os valores sem consultar seu manual. Matrizes resistivas – PTH Da mesma forma que as redes resistivas, as matrizes resistivas (em inglês, re- sistor array) também possuem vários resistores montados em um único encap- sulamento. A diferença está no esquema interno de ligação. Enquanto as redes resistivas possuem um ponto de ligação em comum para todos os resistores, ma- trizes resistivas são formadas por resistores com ligações independentes, confor- me ilustrado na !gura 70. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 101 1 2 3 4 5 6 Figura 70 - Esquema interno de uma matriz com três resistores Fonte: SENAI-SP (2012) Redes e matrizes resistivas – SMD As redes e matrizes resistivas possuem versões em SMD e são conhecidas por chip resistor network e chip resistor array, respectivamente. O princípio de funcio- namento é o mesmo descrito anteriormente. A !gura a seguir ilustra um modelo. Figura 71 - Matriz de resistores SMD Fonte: SENAI-SP (2012) Até aqui, conhecemos os resistores !xos mais utilizados por instaladores. Mas como existem muitos deles, você poderá se deparar com algum encapsulamento que não foi abordado neste material. Por isso, frisamos a importância do datasheet. 5.2.2 RESISTORES AJUSTÁVEIS Como usuário de equipamentos eletrônicos, certamente você já deve ter se deparado com um resistor ajustável e, provavelmente, nem se deu conta disso. Veja, na !gura a seguir, os símbolos que identi!cam esses resistores. Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 IEEE Std 315 Figura 72 - Símbolo de resistor ajustável Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS102 Os resistores ajustáveis estão presentes em muitos equipamentos eletrônicos, e é por meio deles que você consegue operar certas funções, como o controle de volume de um rádio ou a velocidade de um ventilador de teto. Ao girar um botão para aumentar o volume de um rádio, estamos, na verdade, alterando a resistência de um resistor ajustável. Essa mudança altera as caracterís- ticas do circuito, proporcionando, assim, o aumento no volume do rádio. Nós aprendemos que os resistores !xos possuem valores predeterminados de resistência.Um resistor !xo de 100Ω, desconsiderando as tolerâncias e as variações de temperatura, terá sempre uma resistência de 100Ω. Os resistores ajustáveis, ao contrário, podem assumir valores diferentes de resistência. Eles podem assumir qualquer valor desde 0Ω até um valor máximo, que é especi!cado conforme o componente. É por meio do valor máximo que eles são comercializados, e, assim como ocorre com os resistores !xos, os valores são padronizados e conhecidos como valores comerciais. Portanto, ao adquirir um resistor ajustável de 100Ω, ele poderá assumir qualquer resistência entre 0Ω e 100Ω. Ao adquirir um de 4,7kΩ, ele poderá assumir qualquer resistência entre 0Ω e 4,7kΩ, e assim por diante. O valor máximo do resistor ajustável, que é o seu valor nominal, normalmente é descrito no corpo do componente, mas o local exato varia conforme o modelo e o fabricante. Mas, agora, você poderá estar se perguntando: “Como a resistência varia?”. Para responder a essa pergunta, precisamos entender como funciona um resistor ajustável. Observe, na !gura 73, que o resistor possui três terminais. O material resistivo, que determina sua resistência máxima, encontra-se nas extremidades. Assim, a re- sistência entre os terminais das pontas não varia. O central, denominado cursor, na !gura 73, está interligado a um cursor móvel, que gira sobre o material resistivo. cursor terminal terminal do cursor material resistivo terminal Figura 73 - Resistor ajustável Fonte: SENAI-SP (2012) 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 103 Imaginemos, agora, que nosso resistor ajustável seja de 100Ω e o cursor esteja posicionado no centro, exatamente à meia volta. Sob essa circunstância, temos um esquema elétrico, conforme a !gura 74. Observe que a resistência entre os terminais da ponta é de 100Ω. Como o cursor está em meia volta, entre o terminal do cursor e qualquer uma das extremidades, teremos 50Ω. cursor em 50% da volta terminal terminal do cursor terminal do cursor material resistivo terminal terminal terminal 100 50 50 Figura 74 - Resistor ajustável com cursor em 50% de volta e a representação elétrica das resistências Fonte: SENAI-SP (2012) Imagine o mesmo resistor ajustável, mas, agora, com o cursor em 75% da volta, conforme a !gura 75. Observe que a resistência entre os terminais da extremida- de não mudou. Porém, a resistência entre o terminal do cursor e cada uma das extremidades agora é diferente. cursor em 75% da volta terminal terminal do cursor terminal do cursor material resistivo terminal terminal terminal 100 75 25 Figura 75 - Resistor ajustável com cursor em 75% de volta e a representação elétrica das resistências Fonte: SENAI-SP (2012) Por !m, vamos considerar o mesmo resistor ajustável com o cursor completan- do a volta, conforme a !gura 76. A resistência entre os terminais da extremidade permanece a mesma, mas observe que novamente houve uma mudança na resis- tência entre o terminal do cursor e cada uma das extremidades. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS104 cursor na posição máxima (100% da volta) terminal terminal do cursor terminal do cursor material resistivo terminal terminal terminal 100 100 0 Figura 76 - Resistor ajustável com cursor em 100% de volta e a representação elétrica das resistências Fonte: SENAI-SP (2012) Agora, é importante você saber que existem resistores ajustáveis de diversas formas e tamanhos. Eles podem ser rotativos, como foi ilustrado, ou podem ser deslizantes. Na !gura 77, temos dois exemplos: um resistor ajustável rotativo e um deslizante. Esses resistores também são conhecidos como potenciômetros. rotativo deslizante Figura 77 - Resistor ajustável Fonte: SENAI-SP (2012) Como vimos na !gura anterior, os resistores ajustáveis podem estar disponí- veis para que qualquer usuário altere a sua resistência, como ocorre quando mu- damos o volume de um rádio. Mas existem situações em que eles são montados e fechados na parte interna dos equipamentos. Com isso, os usuários não têm acesso a eles e não conseguem modi!car sua resistência. Isso ocorre porque os resistores ajustáveis podem ser utilizados para ajustes técnicos dos equipamentos, como a calibração de um instrumento de medição. Calibrar um equipamento não é uma tarefa para um usuário e requer conheci- mento técnico especí!co sobre o ajuste que, normalmente, é realizado por um técnico, tecnólogo ou engenheiro eletrônico. Como instalador, você também será capaz de realizar os ajustes, conforme a necessidade do equipamento que estiver montando. Falaremos sobre isso no capítulo 9, Validação da instalação de sis- temas eletrônicos. Os resistores ajustáveis, utilizados para esses ajustes, são menores que os po- tenciômetros e, normalmente, são soldados diretamente na PCI. Eles são conhe- cidos como trimpot. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 105 A !gura 78 ilustra um modelo de trimpot bastante comum. Figura 78 - Trimpot Fonte: SENAI-SP (2012) A diferença entre os potenciômetros e os trimpots está apenas no tamanho físico. Assim, podemos dizer que os trimpots são potenciômetros em miniatura. Eles funcionam da mesma forma. Os trimpots são mais utilizados para os ajustes apenas porque são menores, o que facilita a montagem na PCI. Existem ainda resistores ajustáveis em que o cursor é capaz de girar mais de uma volta. Para esse tipo, o cursor é construído de forma diferente, como a rosca de um parafuso. Isso permite ao cursor dar várias voltas, possibilitando, assim, um ajuste mais exato. Exemplo: imagine um resistor de 1kΩ. No modo convencional, em uma volta, a resistência pode alternar entre 0 e 1kΩ. Como fazer para variar a resistência a cada 5Ω? Se uma volta vale 1000Ω, uma pequena modi!cação no cursor, certamente, vai mudar mais que 5Ω. Com um resistor ajustável de múltiplas voltas, dependendo do modelo, será preciso darmos cinco voltas para variar de 0Ω até 1kΩ, ou seja, será bem mais fácil conseguirmos obter uma variação de 5Ω. A !gura 79 ilustra um resistor ajustável (trimpot) com cursor de múltiplas voltas. Figura 79 - Trimpot com cursor de múltiplas voltas Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS106 5.2.3 RESISTORES VARIÁVEIS Resistores variáveis são aqueles em que a resistência varia em função de um agente externo. Mas qual será a diferença entre os resistores ajustáveis e variáveis? Nos resistores ajustáveis, é necessária intervenção humana para que haja variação na resistência, logo, alguém está ajustando a resistência. Para o caso dos resistores variáveis, a resistência não muda em razão de um ajuste, e sim a partir de uma con- dição externa, como temperatura ou luminosidade, conforme o tipo de resistor. A relação entre o valor da resistência e o agente externo, em geral, é disponibi- lizada pelo fabricante em forma de tabela ou grá!co. Como a relação entre a resis- tência e o agente externo é conhecida, os resistores variáveis são utilizados como sensores. Como exemplo, imagine um resistor variável de temperatura. Ao medir o valor da resistência, é possível determinar a temperatura a que o resistor está submetido. A medição ocorre por meio de um circuito que mede a resistência e converte o valor em temperatura, conforme a tabela do fabricante. Os resistores variáveis mais utilizados são: PTC, NTC, e LDR. O PTC e o NTC são resistores variáveis em que a resistência varia em função da temperatura e, por isso, são muito utilizados como sensores de temperatura. Esses sensores são tratados na unidade curricular de Instalação de sistemas ele- troeletrônicos industriais. O LDR, do inglês light dependent resistor, ou resistor dependente de luz, apre- senta variação na resistência em razão da quantidade de luz a que é exposto. Como exemplo, é muito utilizado em fotocélulas, que são dispositivos capazes, por exemplo, de acender a luz ao anoitecer. Quanto menor for a incidência de luz sobre o LDR, maior será a resistência, que depende do modelo do LDR. A !gura 80 ilustra os símbolos do LDR.Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Figura 80 - Símbolo de LDR Fonte: SENAI-SP (2012) Comercialmente, encontramos LDRs de 500KΩ, 1MΩ, entre outros. Embora se- jam encontrados em diversos tamanhos, basicamente possuem o mesmo forma- to, conforme ilustra a !gura 81. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 107 Figura 81 - LDR Fonte: SENAI-SP (2012) Como instalador, você precisa saber que o LDR possui dois terminais não po- larizados e que, em alguns casos, é impresso no corpo do componente o valor máximo da resistência e/ou o código do fabricante. Caso o valor máximo da resis- tência não esteja indicado, basta que você meça sua resistência com o LDR tam- pado, submetendo-o ao escuro total. O valor medido será aproximadamente a resistência máxima do LDR. Até o momento, não existem LDRs disponíveis na versão SMD. 5.3 CAPACITOR Já estudamos, em Eletricidade, o princípio de funcionamento de um capacitor. Vimos que os capacitores podem ser divididos em dois grandes grupos, os polari- zados e os não polarizados. Além disso, aprendemos que existem alguns modelos diferentes de capacitores. Falaremos, agora, um pouco mais sobre cada um dos tipos de capacitores e sobre as diferenças entre cada modelo. Como instalador, você precisará identi!car os diferentes tipos de capacitores e, principalmente, saber ler o valor que é impresso no corpo do componente. Você observará que, para cada modelo, o valor poderá estar escrito de maneira diferen- te. Além disso, será necessário identi!car a polaridade dos terminais, para o caso dos capacitores polarizados. Na maioria dos casos, as simbologias usadas nos esquemas elétricos identi!- cam se os capacitores utilizados têm polaridade, a capacitância nominal e a ten- são máxima de trabalho. É importante saber que essas informações estão sempre indicadas no seu encapsulamento. Outras informações, como tolerância ou tem- peratura máxima, aparecem apenas em casos especiais, em que de fato sejam essenciais. O esquema elétrico irá sinalizar isso por meio das observações. Geralmente, os capacitores têm tolerância de 20%, mas existem capacitores com tolerâncias de 10% ou 5%. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS108 5.3.1 CAPACITORES POLARIZADOS Os capacitores polarizados recebem esse nome porque os terminais são iden- ti!cados e devem ser ligados cada um em seu respectivo lugar, ou seja, possuem um terminal positivo e outro negativo. Em geral, apenas um deles é identi!cado. Se o negativo é identi!cado, logo, o outro será o positivo. Veja, na !gura 82, os símbolos dos capacitores polarizados. Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 IEE Std 315 ABNT NBR 12521 IEEE Std 315 Símbolo alternativo Símbolo alternativo Figura 82 - Símbolos de capacitores polarizados Fonte: SENAI-SP (2012) Quando há polaridade do capacitor, ela quase sempre é identi!cada na PCI, para facilitar a montagem. A !gura 83 mostra uma PCI com a identi!cação dos componentes. Observe o detalhe de um capacitor polarizado, em que o terminal positivo é identi!cado pelo símbolo +. Caso a PCI não contenha a especi!cação da polaridade, você precisará fazer o levantamento do circuito para saber como ele está interligado, segundo o esquema elétrico e conforme estudamos no capí- tulo 2, em Placa de Circuito Impresso (PCI). 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 109 Figura 83 - Identi!cação de um capacitor na PCI. Detalhe para a polaridade Fonte: SENAI-SP (2012) Além da polaridade, todos os capacitores possuem outra característica im- portante: a tensão máxima suportada. Ela normalmente é indicada no seu corpo. Como instalador, você deverá seguir atentamente essas especi!cações de tensão, conforme indicado no projeto. FIQUE ALERTA Utilizar um capacitor com a polaridade invertida ou com tensão inferior à especificada no esquema elétrico pode causar a sua explosão. Ao trabalhar com capacitores po- larizados, você deverá utilizar óculos de segurança (EPI), além de observar atentamente a polaridade e tensão indicadas no esquema elétrico. Os tipos mais comuns de capacitores polarizados são os eletrolíticos (PTH e SMD) e de tântalo (PTH e SMD). Vejamos os mais utilizados. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS110 Capacitor eletrolítico – PTH Embora também exista o capacitor eletrolítico não polarizado, ele é muito mais utilizado em sua forma polarizada. No corpo do componente, estão escritos o valor da capacitância e da tensão máxima de trabalho. Além disso, existe uma marcação identi!cando a polaridade de um dos terminais. Na maioria das vezes, é o terminal negativo que é mostrado. Alguns fabricantes ainda deixam os termi- nais com tamanhos diferentes: o maior indica o positivo. A !gura 84 ilustra um capacitor eletrolítico. Veja o destaque para os valores e a polaridade indicados no corpo do componente. 50v 470μF 50v 470mFmmF F 50v 470m indica o terminal negativo capacitância 470µF tensão máxima 50V Figura 84 - Capacitor eletrolítico, com detalhe aos valores impressos no corpo do componente Fonte: SENAI-SP (2012) O tamanho do capacitor eletrolítico está diretamente ligado à capacitância e à tensão máxima. Quanto maior a capacitância e/ou a tensão máxima, maior o tamanho do capacitor. Os capacitores eletrolíticos estão disponíveis em valores na casa dos µF (lê-se microfarads), desde 0,1µF até mais de 6800µF. Capacitor eletrolítico – SMD Os capacitores eletrolíticos estão disponíveis também na versão SMD e pos- suem encapsulamento tubular semelhante à forma PTH. Os valores da capacitân- cia e da tensão estão impressos no corpo do componente. Quando a sua unidade não é especi!cada, signi!ca que está em µf. Além dos valores, a maioria dos fabri- cantes indica o terminal negativo por meio de uma faixa no corpo do componente. 1 EPÓXI É uma denominação comum a certas resinas. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 111 A !gura 85 ilustra um capacitor eletrolítico SMD. C S10006V esta faixa preta indica o terminal negativo Figura 85 - Capacitor eletrolítico SMD de 1000µF, com tensão máxima de 6V Fonte: SENAI-SP (2012) Capacitor de tântalo – PTH Os capacitores de tântalo possuem tamanhos menores se comparados aos eletrolíticos com a mesma capacitância e tensão. Além de menores, são mais está- veis, ou seja, sua capacitância sofre menos interferência em função da frequência e da temperatura. Devido ao tamanho reduzido, os capacitores de tântalo estão sendo cada vez mais utilizados. Possuem um custo mais elevado que os eletrolíticos, mas com a melhoria nos processos de fabricação, o custo vem diminuindo. A tendência é que substituam os eletrolíticos ao longo do tempo. Eles podem ser encapsulados de forma tubular, processo semelhante a um ca- pacitor eletrolítico, ou com encapsulamento em epóxi1, em forma de “gota”, que é bem mais utilizado, no mercado. A !gura 86 ilustra um capacitor de tântalo em epóxi. 2.2 = 2,2μF 25 = 25V Figura 86 - Capacitor de tântalo em epóxi Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS112 Para os capacitores com encapsulamento tubular, os valores estão escritos no corpo do componente de forma semelhante aos eletrolíticos. Para os de tânta- lo com encapsulamento em epóxi, os valores podem estar escritos de maneiras diferentes. Atualmente, e na maioria dos casos, os valores da capacitância e tensão estão escritos no corpo do capacitor sem o uso de códigos. A capacitância está impressa em µF, o que dispensa que a unidade seja informada. Observe que o capacitor da !gura 86 indica o número 2.2, sem unidade. Portanto, o capacitor da !gura é de 2,2µF. O número 25 indica a tensão máxima de trabalho: 25V. Repare ainda que, no corpo do capacitor, há uma marcação “+”, que identi!ca o terminal positivo. Outra forma para indicar o valor é por meio de códigos, semelhantes aos que mostramos nos resistores. Em alguns capacitores, é impresso um código de três dígitos: os dois primeiros representam os primeiros números do valor e o terceiro indica o multiplicador. Como exemplo, imagine um capacitorcom código 106. Te- mos: 10 × 1000000 = 10.000.000. Como você deve ter notado, o valor parece ser muito grande, visto que os capacitores de tântalo apresentam valores na casa de µF. Como isso é possível então? Ocorre que os capacitores codi!cados dessa forma são indicados em pF, ou seja, como não foi indicada a unidade, sabemos que o valor encontra-se em pF. Assim, temos: 106 � 10 × 106 = 10.000.000pF ou 10µF. A !gura 87 mostra um capacitor de tântalo com valor codi!cado. Observe que, além do código, os valores da tensão máxima e da polaridade também estão im- pressos no corpo do capacitor. Veja o código 106 e, abaixo, o número 16, que representa a tensão máxima: 16V. Ao lado da tensão, o símbolo “+” indica o lado do terminal positivo. 106 = 10μF 16 = 16V16V116 116 = 1 10μF106 10μF106 = 10106 Figura 87 - Capacitor de tântalo com valor codi!cado em três dígitos Fonte: SENAI-SP (2012) 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 113 Capacitor de tântalo – SMD Os capacitores de tântalo também estão disponíveis na versão SMD e, como já falamos, devido ao tamanho reduzido e à melhor estabilidade, são ótimos subs- titutos aos eletrolíticos. Embora o encapsulamento seja bem parecido entre os fabricantes, a maneira de indicar os valores e a cor do corpo pode variar. Vamos veri!car, agora, as formas mais comuns. Na !gura 88, o valor está codi!cado em três dígitos, da mesma forma que vi- mos no capacitor de tântalo PTH. O valor é apresentado em pF, sendo que os dois primeiros dígitos são os dois primeiros números do valor e o terceiro dígito é o multiplicador. Para o capacitor abaixo, temos: 10 × 107 = 100.000.000pF. Conver- tendo para microfarads, temos 100µF. A tensão é indicada diretamente no corpo, no caso, 16V. A faixa do lado esquerdo no corpo do componente sinaliza o termi- nal positivo. A cor do corpo pode variar, conforme o fabricante, mas, na maioria dos casos, é preta ou amarela. 107= 100μF 16 = 16V Figura 88 - Capacitor de tântalo SMD com valor codi!cado em três dígitos Fonte: SENAI-SP (2012) Para o capacitor da !gura 89, o valor está impresso diretamente em µF, assim como a tensão. No exemplo abaixo, temos: 33µF e tensão máxima de 25V. A faixa branca indica o terminal positivo. A cor do corpo também pode variar em função do fabricante, mas quase sempre ele é preto ou amarelo. 33 =33μF 25 = 25V Figura 89 - Capacitor de tântalo SMD com valor impresso em µF Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS114 Para o capacitor da !gura 90, o valor da capacitância está em pF, que é indi- cada por meio de um código de três dígitos, como já vimos antes. A tensão é representada por meio de letras, que podem aparecer antes ou depois do código. A tabela 2 indica as tensões, conforme as letras. Veja: Tabela 2 - Tensões para capacitores LETRA TENSÃO G 4,0V J 6,3V A 10V C 16V D 20V E 25V V 35V T 50V Portanto, para o capacitor da !gura 90, temos: 47 × 106 = 47.000.000pF. Con- vertendo para µF, temos 47µF. A letra A indica tensão máxima de 10V. A faixa à direita identi!ca o terminal positivo. A =10V 476 = 47μF Figura 90 - Capacitor de tântalo codi!cado em três dígitos e tensão máxima indicada pela letra A Fonte: SENAI-SP (2012) 5.3.2 CAPACITORES NÃO POLARIZADOS Os capacitores não polarizados também são muito utilizados em equipamen- tos eletrônicos e estão presentes em circuitos como computadores, sintonizado- res de rádio e muitos outros equipamentos. Veja, na !gura 91, os símbolos dos capacitores não polarizados. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 115 Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 IEE Std 315 ABNT NBR 12521 IEEE Std 315 Símbolo alternativo Figura 91 - Símbolos de capacitores não polarizados Fonte: SENAI-SP (2012) Dizer que um capacitor é não polarizado signi!ca dizer que os terminais não possuem um lado especí!co para montagem na PCI, ou seja, não existe um termi- nal positivo e um terminal negativo. Os capacitores não polarizados possuem capacitância inferior à dos polariza- dos, mas as tensões de trabalho são bem maiores e podem facilmente atingir ten- sões superiores a 250V. Assim como os polarizados, existem alguns tipos de capacitores não polarizados. Como os circuitos eletrônicos trabalham com tensões bem baixas e os capacitores não polarizados têm capacidades elevadas, a tensão não costuma ser indicada no esquema elétrico. É bastante comum que você encontre no esquema elétrico ape- nas o símbolo de um capacitor não polarizado e a sua capacitância. Signi!ca dizer que, quando não for especi!cado, você poderá usar qualquer tipo de capacitor não polarizado que tenha a capacitância indicada no esquema elétrico. Vamos conhecer, a partir de agora, os tipos mais utilizados. Capacitor de cerâmica – PTH Os capacitores não polarizados de cerâmica são muito comuns em circuitos eletrônicos e, assim com os outros tipos que estudamos, apresentam valores im- pressos no corpo de algumas maneiras diferentes. Em geral, apenas o valor da ca- pacitância é informado. Isso ocorre porque as tensões de trabalho são bem altas, em geral, superiores a 250V. A forma mais comum de se indicar o valor da capacitância é por meio do código com três dígitos, exatamente como vimos nos capacitores polarizados de tântalo. Existe apenas uma diferença: o valor padrão da capacitância, agora, está em pF. A !gura 92 ilustra um modelo de capacitor não polarizado bastante comum no mercado. Observe o valor impresso no seu corpo. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS116 104=100nF4=1041 Figura 92 - Capacitor não polarizado de cerâmica Fonte: SENAI-SP (2012) Para o capacitor da !gura 92, temos: 104 => 10 × 104= 100.000pF ou 100nF. Em alguns casos, pode haver ainda uma letra, que serve para indicar a tolerância. A tabela 3, a seguir, mostra as tolerâncias de acordo com cada letra. Tabela 3 - Tolerâncias para capacitores de cerâmica LETRA TOLERÂNCIA A +/- 0.005% B +/- 0.10% C +/- 0.25% D +/- 0.5% E +/- 0.5% F +/- 1% G +/- 2% H +/- 3% J +/- 5% K +/- 10% M +/- 20% N +/- 0.05% P +100%,-0% Z +80%, -20% Observe, nessa tabela, que, para a tolerância indicada pela letra P, o valor pode ser até 100% superior ao valor nominal, mas nunca inferior. No caso da letra Z, o valor pode ser até 80% superior ou até 20% inferior ao valor nominal. Esses dois casos são exceções ao padrão de tolerância que aprendemos, que pode variar para mais ou para menos na mesma porcentagem. Em alguns casos, o valor da capacitância poderá aparecer no corpo do capaci- tor sem o uso de códigos. Veja alguns exemplos: quando o valor impresso possui um ponto, ele está diretamente em µF. Exemplos: se no capacitor aparece impresso o valor .1, a capacitância é 0,1µF. Se o valor impresso é 3.3, a capacitância é de 3,3µF; 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 117 quando o valor impresso possui uma letra p, signi!ca que está escrito dire- tamente em pF. Exemplo: valor impresso 5p6 signi!ca capacitância de 5,6pF. Além dos casos utilizados como exemplo, existem algumas exceções: os valo- res podem ser indicados de maneiras diversas, conforme o fabricante. Capacitor de poliéster ou polipropileno – PTH Os capacitores de poliéster ou de polipropileno são muito parecidos !sica- mente e, muitas vezes, torna-se difícil diferenciá-los. Esses capacitores possuem características semelhantes à dos de cerâmica, mas com capacitâncias um pouco superiores. Há casos em que podem ter o mesmo valor, de forma que você poderá escolher entre um ou outro. O esquema elétrico geralmente não diferencia os capacitores cerâmicos, de poliéster ou de polipropileno, indicando apenas a capacitância. Nesse caso, sig- ni!ca que tanto faz qual será o capacitor utilizado. Quando o esquema elétrico exigir um tipo especí!co de capacitor, indicará por meio das observações. Em relação aos seus valores, eles podem ser indicados de maneiras diferentes e obedecem, basicamente, às mesmas regras que os capacitores de cerâmica. O capacitor da !gura 93, à esquerda, está com valor impressoem código de três dígitos, valor padrão em pF. Logo, temos: 22 × 103 = 22.000pF ou 22nF. A letra J indica tolerância de 5%. Para o capacitor da !gura 93, à direita, temos: 15 × 104 = 150.000pF ou 150nF. A letra J revela tolerância de 5%. 154 J 20 00VM PB 223= 22nF J= 5% tolerância 154= 150nF J= 5% tolerância 223= 22nF 5% tolerânJJ= 2 2 3 J2000V 22222222222 2 20202020202020202020200 2 2 3 J0000000000000000000000000000000000VVVVVVVVVVVV capacitor de poliéster capacitor de polipropileno Figura 93 - Valores impressos nos capacitores Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS118 Capacitor de cerâmica, poliéster ou polipropileno – SMD Os capacitores não polarizados de cerâmica, poliéster ou polipropileno pos- suem as mesmas características físicas, ou seja, é muito difícil diferenciá-los. A maioria dos capacitores não polarizados, na versão SMD, não possui marcações impressas no corpo do componente. Para esses casos, você precisará medir a capa- citância. Normalmente, possuem a cor marrom ou cinza, como mostra a !gura 94. Figura 94 - Capacitores não polarizados com encapsulamento SMD Fonte: SENAI-SP (2012) Você também poderá se deparar com capacitores com valores impressos por meio de códigos, com uma letra e um número ou duas letras e um número. Quando o código for por meio de duas letras e um número, a primeira letra indica o fabricante, a segunda, o valor – conforme a tabela 4 –, e o número repre- senta o multiplicador. O valor padrão está indicado em pF. Tabela 4 - Capacitâncias para capacitores não polarizados SMD LETRA VALOR LETRA VALOR LETRA VALOR LETRA VALOR A 1.0 J 2.2 S 4.7 a 2.5 B 1.1 K 2.4 T 5.1 b 3.5 C 1.2 L 2.7 U 5.6 d 4.0 D 1.3 M 3.0 V 6.2 e 4.5 E 1.5 N 3.3 W 6.8 f 5.0 F 1.6 P 3.6 X 7.5 m 6.0 G 1.8 Q 3.9 Y 8.2 n 7.0 H 2.0 R 4.3 Z 9.1 t 8.0 y 9.0 Vejamos um exemplo: para o capacitor da !gura 95, temos KL2. K identi!ca o fabricante. L, conforme a tabela acima, vale 2,7. O número 2 indica o multiplica- dor. Assim, temos: 2,7 × 102 = 270pF. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 119 KL2 Figura 95 - Capacitor não polarizado SMD do fabricante K, de 270pF Fonte: SENAI-SP (2012) Quando houver apenas uma letra e um número, signi!ca que o fabricante não foi identi!cado, mas a leitura do valor segue conforme o exemplo anterior. Assim, para o capacitor da !gura 96, temos: A, que, segundo a tabela, vale 1, e o número 5, que indica o multiplicador. Temos, então: 1 × 105 = 100.000pF ou 100nf. A5 Figura 96 - Capacitor não polarizado de 100nF Fonte: SENAI-SP (2012) Já a tensão não costuma ser indicada porque a tensão máxima para esse tipo de capacitor é bem elevada, assim como ocorre em sua versão PTH. 5.3.3 CAPACITOR VARIÁVEL Também conhecidos como capacitor trimmer, os capacitores variáveis permi- tem que a capacitância seja ajustada por meio de um parafuso. Nesse caso, ela pode variar entre um valor mínimo e máximo, determinados conforme o compo- nente, ou seja, além do valor máximo, o fabricante deve informar o valor mínimo. Caso não informe, a capacitância mínima normalmente é cerca de 10% da máxima. Veja, na !gura 97, os símbolos dos capacitores variáveis. Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 IEE Std 315 ABNT NBR 12521 IEEE Std 315 Figura 97 - Símbolos de capacitores não polarizados variáveis, conforme norma ABNT NBR 12521, de 1991 Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS120 Embora a maioria dos ajustes na eletrônica seja feita por meio de resistores ajustáveis, alguns precisam ser feitos por meio desse tipo de capacitor, como os !ltros de frequência. Os valores da capacitância mínima e máxima, normalmente, estão impressos no corpo do componente. A !gura 98 demonstra um modelo comum de capacitor variável. Figura 98 - Modelo de capacitor não polarizado variável Fonte: SENAI-SP (2012) Capacitor variável – SMD Os capacitores variáveis na versão SMD possuem as mesmas características descritas para os não polarizados variáveis. A !gura 99 ilustra um capacitor não polarizado variável SMD. Figura 99 - Capacitor não polarizado variável SMD Fonte: SENAI-SP (2012) 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 121 5.4 INDUTOR Os indutores são componentes bem menos utilizados se comparados aos re- sistores ou aos capacitores. Não será raro um esquema elétrico que não utilize sequer um deles. Eles são mais comuns em circuitos que trabalham com !ltros de frequência ou transmissores de rádio. Veja, na !gura 100, os símbolos dos indutores. Símbolo Normas ABNT NBR 12521 IEC60617 IEE Std 315 ABNT NBR 12521 IEE Std 315 Figura 100 - Símbolos de indutores Fonte: SENAI-SP (2012) Conforme apresentamos em Eletricidade, o indutor é construído a partir de um !o condutor esmaltado, enrolado em forma de bobina. Por esse motivo, os indutores são popularmente conhecidos como bobinas. Vimos também que a unidade de medida da indutância é o Henry (H). Para instalação na PCI, os indutores não possuem polaridade. Os esquemas elétricos quase sempre identi!cam os indutores apenas pela in- dutância, mas há casos em que a corrente máxima também é revelada. Nos subitens a seguir, apresentamos os indutores mais conhecidos e suas prin- cipais características. Acompanhe! 5.4.1 INDUTOR – PTH A aparência de um indutor pode variar muito em função do fabricante, da in- dutância e da corrente máxima, de forma que seria impossível apresentar aqui to- dos os encapsulamentos existentes. Quanto aos valores, assim como ocorre com os capacitores, podem estar impressos de formas diferentes. Vamos conhecer, agora, como os valores são impressos na maioria dos casos. É sempre importante lembrar que existem exceções, conforme o fabricante. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS122 Observe que no indutor da !gura 101 aparece a letra R no valor impresso. A letra R faz o papel da vírgula, como já vimos antes, e para esses casos, o valor está impresso diretamente em µH. Em algumas peças, você poderá encontrar um pon- to no lugar do R. Para o indutor da !gura 101, o valor é de 2,7µH. Figura 101 - Indutor de 2,7µH Fonte: SENAI-SP (2012) Outro caso comum é o valor impresso por meio de códigos de três dígitos, se- melhante ao que aprendemos para alguns capacitores. Para os valores impressos assim, os dois primeiros números representam os dois primeiros dígitos do valor e o terceiro representa o multiplicador. O valor padrão está em µH. Para o indutor da !gura 102, temos: 47 × 104= 470.000µH ou 470mH. 474 Figura 102 - Indutor de 470mH Fonte: SENAI-SP (2012) Alguns indutores informam a tolerância por meio de letras que aparecem logo após o código. A representação das letras é a mesma utilizada nos capacitores, porém os indutores possuem um número menor de opções de tolerância. A tabela 5 mostra as tolerâncias utilizadas pelos indutores. Tabela 5 - Tolerâncias para indutores LETRA TOLERÂNCIA F +/- 1% G +/- 2% J +/- 5% K +/- 10% M +/- 20% 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 123 Existem também indutores com o mesmo aspecto físico que os resistores e em que o valor é indicado por meio de código de cores. A semelhança com um resistor é tão grande que, apenas observando o componente, será difícil de di- ferenciar um do outro. Por isso, é necessário medir o valor do componente para poder distingui-lo. Temos na !gura 103 a tabela que demonstra como é realizada a leitura do valor por meio do código de cores. Note no multiplicador que o valor padrão encontra-se em µH. Introdutor de 81µH e 5% de tolerância Código de Cores Preto Marrom Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Violeta Cinza Branco Dourado Prateado Cor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1a Faixa x 1µH x 10 µH x 100 µH x 1000µH x 10000µH +/- 1% +/- 20% +/- 2% +/- 5% +/- 10% Multiplicador Tolerância2a Faixa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 103 - Leitura de indutores por meio de código de cores Fonte: SENAI-SP (2012) 5.4.2 INDUTOR – SMD Os indutores também estão disponíveis na versão SMD, e os valores impressos seguem as mesmas regras que descrevemoshá pouco. Existem muitas variações no encapsulamento SMD para indutores. Na !gura 104, temos dois exemplos. O indutor que aparece à esquerda na !gura 104 está com valor codi!cado por meio de código de três dígitos. Temos: 22 × 100 = 22µH. A letra K indica tolerância de 5%. Para o indutor da direita, o valor está escrito diretamente em µH, em que a letra R indica a vírgula, ou seja, o valor é de 4,7µH. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS124 220 = 22μH K = tolerância de 5% 4R7 = 4,7μH Figura 104 - Indutores SMD Fonte: SENAI-SP (2012) 5.5 RELÉ Os relés são interruptores de corrente elétrica automáticos que servem para ligar ou desligar alguma carga, por exemplo, um ventilador. Veja, na !gura 105, o símbolo do relé com uma chave reversível. Existem outras con!gurações que possuem mais de uma chave. Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Símbolo alternativo Figura 105 - Símbolo do relé Fonte: SENAI-SP (2012) Na !gura 106, temos a ilustração de um circuito controlado por um interruptor manual, igual ao que temos em casa. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 125 interruptor manual fase neutro retorno desligado Figura 106 - Circuito controlado por interruptor manual Fonte: SENAI-SP (2012) O relé e o interruptor são instalados exatamente no mesmo ponto. Além disso, esses dispositivos têm a mesma !nalidade. No entanto, o seu acionamento é con- trolado por meio de um sinal elétrico. Veja a ilustração na !gura 107. relé fase neutro retorno interruptor automático desligado Figura 107 - Circuito controlado por relé Fonte: SENAI-SP (2012) É importante ressaltar que a tensão do sinal de controle do relé é normalmen- te muito menor que a tensão do equipamento que está sendo controlado. No exemplo abaixo, temos uma ilustração de onde o controle do equipamento (ven- tilador) é feito com 12Vcc, enquanto que o ventilador trabalha com 127Vac. Note, na !gura 108, que não há conexão elétrica entre os circuitos de controle do ventilador. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS126 3 4 1 2 circuito eletrônico de controle 127 Vac 12 Vcc armadura bobina 1 e 2 terminais de bobina 3 e 4 terminais de contatos F1 esquema de um relé Figura 108 - Circuito automático chaveado a relé Fonte: SENAI-SP (2012) O relé é composto por duas partes: o contato de potência, por onde passa a corrente do equipamento; e a bobina de controle, que faz o acionamento do con- tato. A bobina funciona como um eletroímã que puxa o contato quando é ener- gizada. Quando a bobina é desligada pelo circuito de controle, o contato volta à sua posição original. Os contatos de potência funcionam como chaves e possuem duas con!gurações: normalmente aberto (NA) e normalmente fechado (NF). No contato normalmente aberto, a conexão elétrica é estabelecida apenas quando o relé é acionado pelo sinal de controle. No contato normalmente fecha- do, ocorre exatamente o oposto: a conexão elétrica é desfeita quando o relé é acio- nado, ou seja, a conexão elétrica existe apenas quando o relé está em repouso. Os terminais da bobina e dos contatos quase sempre vêm identi!cados por meio de um desenho no corpo do componente. A !gura 109 apresenta alguns modelos de relés. Vale destacar que existe uma variedade muito grande, além dos que estamos apresentando e que, embora se- jam incomuns, existem relés na versão SMD. MB 1 R C2 0.5A - 125VA C res. 1A 30V DC res . JSA 1 NAC2 Load: 2A - 250 VAC Input: 12VDCLOAD1 2 INPUT3 + -4 MQ 2RC -5V 5VD C 1A - 30 VD C 0.5 A - 12V AC Figura 109 - Alguns modelos de relé Fonte: SENAI-SP (2012) 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 127 5.6 CONECTORES Os conectores são dispositivos que possibilitam a interligação elétrica entre os módulos eletrônicos (por exemplo, a ligação de um teclado na CPU de um com- putador), de maneira que eles trabalhem de forma integrada. As principais características dos conectores estão relacionadas com o número de vias (condutores) e com a corrente máxima de trabalho. É importante ressaltar que a maioria deles dispõe de um guia mecânico que permite o encaixe em uma única posição, evitando que os pinos sejam conectados em posições erradas. FIQUE ALERTA Não force o encaixe de um conector sem ter a absoluta certeza de que ele esteja na posição correta, caso con- trário, você irá danificá-lo. Existe uma in!nidade de tipos de conectores e, a cada momento, existe um fabricante lançando um novo modelo. É importante saber ainda que para cada modelo de conector, em geral, existe um macho e uma fêmea (que se encaixam), e cada pino é identi!cado por um número ou por uma letra. Os tipos de conec- tores mais comuns são: bornes, conectores de alimentação, conectores de dados e conectores para sensores e atuadores. Falaremos, agora, sobre cada um deles. 5.6.1 BORNES Os bornes são terminais que permitem a ligação de !os a uma placa de circuito impresso. Podem ser utilizados também para junções ou emendas de !os. Quase sempre os !os são !xados por meio de parafusos, mas existem modelos que per- mitem a conexão por meio de encaixe, com pressão de molas. Existem diversos tipos e modelos, mas, como instalador, quase sempre você irá se deparar com um modelo que é soldado na placa de circuito impresso. Esse modelo, conhecido como KRE, possibilita a conexão de !os na placa de circuito impresso. Existem vários modelos de borne KRE, que variam conforme a quanti- dade de vias e a corrente elétrica que suportam. A !gura 110 ilustra um modelo de borne KRE. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS128 Figura 110 - Borne KRE de 3 vias Fonte: SENAI-SP (2012) 5.6.2 CONECTORES DE ALIMENTAÇÃO Os conectores são peças mecânicas usadas para fazer a ligação elétrica entre a fonte de alimentação e o circuito a ser alimentado. Existem muitos modelos que variam em função do tipo de encaixe e tamanho. Em geral, são soldados na placa de circuito impresso, mas também podem ser interligados a ela por meio de !os, quando estão !xados no gabinete do equipamento. Um exemplo bastante comum pode ser observado em computadores portáteis: a fonte de alimentação utilizada para carregar a bateria é encaixada no computador por meio de um co- nector de alimentação. A !gura 111 ilustra um modelo bastante comum. Figura 111 - Exemplo de conector de alimentação Fonte: SENAI-SP (2012) 5.6.3 CONECTORES DE DADOS Conectores de dados são peças mecânicas usadas para fazer a ligação elétrica entre o computador e seus periféricos. O conceito é o mesmo dos conectores de alimentação, porém, esses conectores possuem maior quantidade de vias e su- portam menores correntes. Existem muitos tipos e modelos que variam em fun- ção da quantidade de vias, tipo de encaixe e tamanho. Alguns são soldados na placa de circuito impresso, e outros conectados a ela por meio de !os. 2 INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA Ou EMI (em inglês, electromagnetic interference) é um campo magnético ou elétrico capaz de alterar o funcionamento de um dispositivo eletrônico. Alguns equipamentos eletrônicos geram campos eletromagnéticos, que podem ser prejudiciais ao funcionamento de outros circuitos, por isso, o uso de telefones celulares em aviões é proibido. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 129 Quase sempre esse tipo de conector possui identi!cação das vias impressa no próprio conector, por meio de números. A !gura 112 ilustra dois modelos de conectores de dados. Figura 112 - Conectores de dados tipo DB9 Fonte: SENAI-SP (2012) 5.6.4 CONECTORES PARA SENSORES E ATUADORES Os conectores para sensores e atuadores utilizam o mesmo princípio dos conec- tores de dados. A diferença é que esse tipo de conector, quase sempre, é blindado. Signi!ca dizer que são protegidos contra interferências eletromagnéticas2. Em geral, os sinais elétricos provenientes de sensores e atuadores são tão pequenos que podem ser facilmente alterados em razão dessas interferências. A !gura 113 ilustra um modelo de conector para sensores e atuadores. Figura 113 - Exemplo deconector para sensores e atuadores Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS130 CASOS E RELATOS Esse projeto não funciona! Após receber uma ordem de serviço, um jovem instalador se preparou para iniciar o procedimento de instalação: separou os materiais necessá- rios, veri!cou cuidadosamente os equipamentos de segurança e tomou todas as precauções necessárias quanto à descarga eletrostática. Como a quantidade de componentes eletrônicos era muito grande, levou algum tempo até concluir todos os procedimentos de instalação. Ao ligar o equipamento pela primeira vez, ele não funcionou. Após algum tempo, veri!cando se faltava algum componente, concluiu que havia um defeito e o encaminhou para o responsável pela manutenção. Partiu, en- tão, para a instalação da segunda unidade, conforme previsto na ordem de serviço. Ao !nalizar o trabalho, !cou surpreso, pois percebeu que esse outro equipamento não estava funcionando também. Imediatamente, fez um relatório para o responsável pelo projeto, reportando o problema. Após algum tempo, questionado pelo responsável da manutenção, o ins- talador explicou que conferiu se cada componente estava instalado em seu lugar e que ainda teve o cuidado de assegurar que todos os circuitos integrados estavam encaixados com a polaridade correta. Com tudo isso, disse que não havia mais nada a fazer. Nesse momento, o responsável pela manutenção mostrou o equipamen- to funcionando perfeitamente e entregou ao instalador um pequeno re- sistor. Explicou-lhe, assim, o que ocorreu: ao selecionar o resistor para a montagem, leu o código de cores incorretamente e escolheu um resistor com um valor muito diferente daquele que havia no esquema elétrico. Mesmo tomando todas as precauções com os componentes eletrônicos que ele julgava serem os mais complexos ou importantes, não imaginou que um único resistor seria capaz de deixar o equipamento inoperante. Foi, então, que percebeu que cada componente eletrônico tem sua fun- ção e sua importância no projeto. Desde um pequeno resistor ou diodo até o mais complexo componente precisam ser instalados, exatamente, conforme especi!cado no projeto. 5 COMPONENTES DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 131 RECAPITULANDO Chegamos ao !nal deste capítulo. Mas, antes de encerrarmos, vamos re- lembrar os principais assuntos estudados? A carcaça, ou invólucro, dos componentes eletrônicos é conhecida como encapsulamento, que funciona como uma espécie de emba- lagem que protege a parte interna de um componente eletrônico. Os encapsulamentos são padronizados em sua forma e tamanho. Os manuais, conhecidos como datasheet, contêm todas as infor- mações técnicas sobre um componente e são muito utilizados pelo instalador de sistemas eletrônicos para consultar a polaridade dos terminais ou encapsulamentos disponíveis para alguns modelos de componentes eletrônicos. O valor nominal dos componentes pode estar escrito no corpo do componente de forma literal ou por meio de códigos, como o código de cores. Alguns componentes eletrônicos podem aquecer e, por isso, neces- sitam de dissipadores, que são peças metálicas capazes de reduzir a temperatura sobre o componente por meio da transferência de calor. 6 Dispositivos semicondutores No capítulo anterior, falamos sobre alguns componentes encontrados em sistemas eletrô- nicos. Neste capítulo, continuaremos a falar sobre componentes, mas agora especi! camente sobre os que são construídos à base de material semicondutor. Esses componentes também são conhecidos como dispositivos semicondutores. Assim como antes, não será necessário que você detenha todo o conhecimento sobre eles. Apresentaremos os principais e a maneira de identi! cá-los. Antes de conhecer os componentes, porém, falaremos um pouco sobre os semicondutores e sua importância na área da eletrônica. Assim, ao ! nal deste capítulo, esperamos que você esteja apto a: distinguir os diversos tipos de componentes eletrônicos à base de semicondutor; conhecer suas características básicas, como interpretação dos códigos e polaridade dos terminais. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS134 6.1 INTRODUÇÃO AOS SEMICONDUTORES Você já ouviu falar em semicondutor em Eletricidade no Módulo Básico. Lá, falamos que ele é usado na fabricação de componentes eletrônicos. Mas o que é um semicondutor? É um material encontrado na natureza. Em sua forma natu- ral, é isolante, ou seja, não conduz corrente elétrica. Ao passar por um processo denominado dopagem%, sua estrutura atômica é alterada e o semicondutor pas- sa a ter uma característica bastante interessante: em certas condições, ele é um isolante, mas em outras, ele se torna um condutor. Essa propriedade alavancou a eletrônica no mundo e grande parte dos componentes eletrônicos modernos possui semicondutor em sua composição, tais como memórias e processadores encontrados em computadores. Os semicondutores podem ser de germânio ou de silício. Na maioria dos casos, os dispositivos semicondutores utilizam o silício. Os principais componentes eletrônicos à base de semicondutor são: diodo, ponte reti!cadora, transistor, tiristores e circuitos integrados. Falaremos sobre cada um deles agora. 6.2 DIODO O diodo é um dos componentes mais simples que utilizam material semicon- dutor em sua composição. Sua função básica é conduzir a corrente elétrica em um sentido, mas bloquear no sentido oposto, ou seja, o diodo conduz a corrente elétrica em apenas um sentido. Existem muitas aplicações que utilizam diodos: em fontes de alimentação, para transformar a corrente alternada em corrente contínua, em circuitos regula- dores de tensão, para manter a tensão estável, e até mesmo em iluminação, por meio do tão popular LED (do inglês, light emitting diode, ou diodo emissor de luz, em português), que nada mais é do que um tipo de diodo. Independentemente do tipo de diodo, todos são formados por dois materiais semicondutores dopados de forma diferente: o tipo P e o tipo N. A diferença entre eles está na quantidade de elétrons contida na última camada de seus átomos. É importante entender que é a combinação dos dois que produz o resultado que esperamos – conduzir a corrente elétrica em apenas um sentido. O material do tipo P está ligado ao terminal conhecido como anodo, e o material tipo N está ligado ao terminal conhecido como catodo. Portanto, todos os diodos possuem dois terminais: o anodo e o catodo. É isso que faz com que o diodo possua pola- ridade. Assim, cada terminal deverá ser ligado em seu respectivo local, conforme indicado no esquema elétrico. 1 DOPAGEM É um processo que adiciona pequena quantidade de impurezas ao cristal semicondutor, alterando assim sua estrutura atômica. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 135 A !gura 114 demonstra a disposição dos terminais do diodo, conforme o ma- terial semicondutor. Como instalador, você precisará identi!cá-los para realizar a montagem dos diodos na PCI e para os testes, conforme veremos ainda neste capítulo. P Anodo (A) Anodo (A) Catodo (K) Catodo (K) N Figura 114 - Materiais semicondutores do diodo, com detalhe aos terminais anodo e catodo Fonte: SENAI-SP (2012) Os diodos possuem diversas características, de modo que seria impossível des- crevê-las em seus corpos. Por isso, eles se diferenciam uns dos outros por meio de códigos que são impressos neles. Por um lado, isso facilita muito o trabalho do instalador, que não precisa conhecer as inúmeras e diferentes maneiras para ler os valores, como ocorre com os resistores ou capacitores. Por outro lado, para conhecer as características, é inevitável consultar o datasheet. Vejamos o exemplo de um diodo bastante comum: 1N4007. Esse é o código impresso em seu corpo. Dentre as várias características encontradas no datasheet, citamos a Corrente Direta (IF), a Tensão Reversa de Pico Repetitiva (VRRM) e a Dissi- pação Máxima de potência (PD). Mas existem outras. Como instalador, você não precisará se preocupar com essas características, poiso código será informado no esquema elétrico. Basta utilizar o diodo indicado no esquema elétrico. Agora, você precisa saber que, em muitos casos, é possível utilizar um diodo diferente daquele especi!cado no esquema elétrico, pois existem alguns com ca- racterísticas parecidas. Mas caso o componente indicado no esquema elétrico es- teja em falta, será necessário consultar o projetista para saber se é possível utilizar outro em seu lugar. Quando um componente pode ser substituído por outro, ele é conhecido como equivalente. Além de características distintas, existem tipos de diodos diferentes também, que são os reti!cadores e para pequenos sinais, zener e LED. Vamos conhecer agora um pouco mais sobre cada um deles. 6.2.1 DIODO RETIFICADOR E DIODO PARA PEQUENOS SINAIS – PTH Embora os diodos reti!cadores e os diodos para pequenos sinais possuam al- gumas características diferentes, o princípio de funcionamento, a simbologia e os procedimentos de teste são os mesmos. Isso signi!ca que, no esquema elétrico, não haverá diferença entre um tipo e outro, apenas os códigos serão diferentes. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS136 Veja, na !gura 115, os símbolos de diodos. Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Símbolo alternativo Figura 115 - Símbolos de diodo Fonte: SENAI-SP (2012) Ao observar o código de um diodo no esquema elétrico, provavelmente você não saberá se é um diodo reti!cador2 ou um diodo para pequenos sinais, e talvez essa informação nem seja importante, visto que você deverá utilizar aquele com código idêntico ao indicado no esquema elétrico, sem precisar saber se é um ou outro. Mas como são diodos muito utilizados, é importante que você saiba que existem diferenças. No corpo do diodo, embora existam encapsulamentos diferentes, além do có- digo, existe uma faixa indicando o terminal catodo. Normalmente, a PCI tem o símbolo do diodo na máscara dos componentes, de modo que você consiga iden- ti!car em qual lado está o catodo, para instalá-lo na posição correta. A !gura 116 ilustra dois encapsulamentos diferentes de diodos com detalhe à identi!cação do terminal catodo. catodo catodo Figura 116 - Diodos PTH Fonte: SENAI-SP (2012) Na !gura 116, o diodo que aparece à esquerda possui o código 1N4007. Obser- ve que é possível ler parte do código impresso no corpo do resistor. A faixa branca indica o catodo. À direita, na mesma !gura, temos um diodo de código 1N4148. Observe que é possível ler parte do código impresso no corpo do resistor. A faixa preta indica o catodo. 2 RETIFICADOR Uma das possíveis funções de um diodo em um circuito eletrônico. Reti!car é transformar a corrente alternada em corrente contínua. Os reti!cadores estão presentes nas fontes de alimentação de corrente contínua, em que é necessária a conversão da corrente alternada da rede elétrica. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 137 6.2.2 DIODO RETIFICADOR E DIODO PARA PEQUENOS SINAIS – SMD Os diodos também estão disponíveis na versão SMD e possuem características semelhantes às apresentadas até aqui: são identi!cados por meio de códigos e possuem uma faixa indicando o catodo. A !gura 117 mostra um diodo SMD. A faixa branca indica o catodo. catodo Figura 117 - Diodo SMD Fonte: SENAI-SP (2012) 6.2.3 PROCEDIMENTO DE TESTE PARA IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS DO DIODO RETIFICADOR E DO DIODO PARA PEQUENOS SINAIS A melhor forma para identi!cação dos terminais de qualquer componente eletrônico, quando essa informação não estiver impressa no componente, é por meio do datasheet. Alguns permitem que essa identi!cação seja feita com multí- metro. Os únicos componentes que permitem essa identi!cação de forma e!caz são os diodos reti!cadores e os para pequenos sinais, como visto em 6.2.1, e os transistores bipolares, como veremos mais adiante em 6.4.1. Alguns outros tam- bém permitem esse tipo de identi!cação, mas estão sujeitos a tantas exceções que não justi!cam o uso desses procedimentos. Por essa razão, abordaremos ape- nas os procedimentos para os diodos reti!cadores ou para pequenos sinais, e, mais adiante, para os transistores bipolares. Para identi!car os terminais de um diodo reti!cador ou de um para pequenos sinais, vamos utilizar a escala do multímetro apropriada para esse !m, que pode ser identi!cada no seletor de escalas por meio do símbolo do diodo. Antes de realizar o teste, vamos observar o comportamento do multímetro quando opera nessa escala. Veja na !gura 118 que, ao encostar uma ponta de prova na outra, o multímetro indica o valor zero. Signi!ca que a corrente elétrica está circulando livremente de uma ponta de prova à outra. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS138 Figura 118 - Multímetro na escala de diodos com as pontas de prova curto-circuitadas Fonte: SENAI-SP (2012) Ao afastar as pontas de prova, o multímetro indica que não há corrente elétri- ca circulando entre as pontas de prova. Essa indicação varia conforme o modelo do multímetro. Alguns mostram “1.”, outros “OL” (do inglês, open loop, ou malha aberta, em português). Pode haver ainda outros indicadores. Para veri! car isso na prática, observe como é a indicação do seu multímetro nessa situação. A ! gura 119 traz um exemplo dessa condição. Figura 119 - Multímetro na escala de diodo com as pontas de prova afastadas Fonte: SENAI-SP (2012) 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 139 Sabemos que o diodo reti! cador ou para pequenos sinais conduz a corrente elétrica em um sentido e bloqueia no outro. Baseados nessa informação, vamos identi! car os terminais, conectando as pontas de prova do multímetro, cada uma em um terminal do diodo. Caso o multímetro indique o mesmo valor que indicava com as pontas de prova afastadas, signi! ca que a corrente elétrica não está circulando através do diodo. Logo, ele está reversamente polarizado. Nesse caso, a ponta de prova vermelha está ligada ao catodo, e a ponta de prova preta ao anodo. A ! gura 120 ilustra essa condição. Figura 120 - Medição de um diodo de silício reversamente polarizado Fonte: SENAI-SP (2012) Caso o multímetro indique um valor diferente, é sinal de que a corrente elétri- ca está circulando pelo diodo, logo, ele está diretamente polarizado. Signi! ca que a ponta de prova vermelha está conectada ao anodo, e a ponta de prova preta está conectada ao catodo. Note que, nesse caso, o multímetro nunca indi- cará zero. Isso ocorre porque o diodo tem uma pequena oposição à passagem da corrente elétrica, e o valor indicado se refere à tensão sobre ele. Para os diodos de silício, o multímetro deverá indicar um valor entre 0,500 e 0,700, aproximadamen- te, conforme o seu modelo. Para os de germânio, o valor gira em torno de 0,200 até 0,400. A ! gura 121 ilustra essa condição. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS140 Figura 121 - Medição de um diodo de silício diretamente polarizado Fonte: SENAI-SP (2012) 6.2.4 LED O LED é um tipo de diodo construído de forma que seja capaz de emitir luz. Nos últimos anos, a tecnologia envolvida na fabricação do LED avançou bastante. Com isso, hoje temos LEDs de cores, formatos e tamanhos diversos e com brilho cada vez maior. Veja, na ! gura 122, os símbolos do LED. Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Figura 122 - Símbolos do LED Fonte: SENAI-SP (2012) Encontramos LEDs em vários equipamentos eletrônicos, seja para sinalizar a condição de que o equipamento está ligado ou para produzir imagem em televi- sores modernos. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 141 SAIBA MAIS Existem LEDs que são produzidos a partir de material orgâ- nico, conhecidos como OLED, que prometem uma revolução na forma de se produzir imagem. Para conhecer mais sobre o OLED e verificar o que ele é capaz de fazer, visite o site <http://eletronicos.hsw.uol.com.br/led-organico-oled.htm> ou acesse a página principal <http://www.hsw.uol.com.br/> e pesquise por OLED. Por se tratar de um diodo, possui dois terminais identi!cados – um catodo e outro anodo –, que têm o mesmo princípio de conduzir a corrente elétrica emum sentido e bloquear no outro. Porém, foi projetado para trabalhar apenas di- retamente polarizado. Ligar um LED reversamente polarizado poderá dani!cá-lo, mesmo que a tensão aplicada seja baixa. A !gura 123 ilustra um modelo de LED bastante comum e indica os seus ter- minais, catodo e anodo. chanfro catodo (terminal menor, ou identi!cado através do chanfro) anodo (terminal maior) Figura 123 - LED de 5mm, com destaque à identi!cação dos terminais catodo e anodo Fonte: SENAI-SP (2012) A forma de identi!cação dos terminais pode variar conforme o modelo do LED. Em alguns deles, você poderá realizar testes de identi!cação com multímetro, da mesma forma que mostramos com os diodos reti!cadores. Como esse procedi- mento não funciona com todos os modelos, pelo fato de a tensão do multímetro ser insu!ciente para o teste, pode ser necessário consultar o datasheet para obter essa informação. 6.2.5 LED – SMD Os LEDs também estão disponíveis na versão SMD e possuem as mesmas ca- racterísticas elétricas dos demais. Existem modelos muitos diferentes. A !gura 124 mostra um modelo bastante comum. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS142 a faixa verde indica o catodo Figura 124 - LED SMD com destaque à identi!cação do catodo Fonte: SENAI-SP (2012) 6.2.6 DIODO ZENER O diodo zener possui uma característica especial, utilizada para estabilizar a tensão elétrica. Mesmo com pequenas variações elétricas, a tensão permanece constante sobre ele. Essa característica permite a construção de fontes de alimen- tação estabilizadas, ou seja, mesmo com as variações ocorridas na rede elétrica, a tensão de saída da fonte permanece a mesma. Curiosamente, essa característica tem efeito com o diodo reversamente polarizado. Comercialmente, existem várias tensões de trabalho para os diodos zener, que são escolhidas pelo projetista conforme a necessidade. Como instalador, você identi!cará o diodo zener no esquema elétrico por meio do símbolo, que aparece junto com a indicação da tensão de trabalho ou o código. A sua potência máxima também poderá estar especi!cada no esquema elétrico. Veja, na !gura 125, os símbolos do diodo zener. Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Símbolo alternativo Figura 125 - Símbolos do diodo zener Fonte: SENAI-SP (2012) No corpo do componente, poderá estar impresso o valor da tensão de traba- lho ou o código do diodo zener. O encapsulamento é muito semelhante ao dos diodos reti!cadores ou para pequenos sinais, sendo que, na maioria dos casos, 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 143 apresenta a cor alaranjada ou amarela. A !gura 126 mostra um modelo de diodo zener. Observe o valor impresso no componente: 2V4. Isso signi!ca que é um dio- do que estabiliza a tensão em 2,4V. catodo Figura 126 - Diodo zener. Detalhe para identi!cação do catodo e da tensão máxima Fonte: SENAI-SP (2012) 6.2.7 DIODO ZENER – SMD O diodo zener também está disponível na versão SMD e possui as mesmas características elétricas dos que foram mostrados há pouco. O encapsulamento pode ser semelhante ao dos diodos reti!cadores SMD ou diodos para pequenos sinais SMD. Mas saiba que existe também um encapsulamento com três terminais. E como é possível um componente com apenas dois terminais ser encapsulado com três terminais? Nesse caso, dois terminais são interligados internamente, de forma que eletricamente equivalem a um só. A !gura 127 mostra um diodo zener SMD com encapsulamento de três terminais. Figura 127 - Diodo zener com encapsulamento SOT-23 Fonte: SENAI-SP (2012) 6.3 PONTE RETIFICADORA Já falamos que uma aplicação bastante comum para os diodos é converter cor- rente alternada em corrente contínua, processo conhecido como reti!car. Existe uma con!guração de diodos bastante comum para realizar a função de reti!ca- dor, conhecida como ponte de diodos ou ponte reti"cadora, que utiliza quatro diodos reti!cadores, conforme o esquema ilustrado na !gura 128. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS144 ponte de diodos ou ponte reti!cadora corrente alternada corrente contínua Figura 128 - Ponte reti!cadora e esquema elétrico de ligação Fonte: SENAI-SP (2012) Por se tratar de uma con!guração muito utilizada, você poderá encontrar os quatro diodos dispostos em uma única cápsula. Internamente, os quatro diodos estarão interligados em esquema de ponte, e a conexão externa é realizada por meio de quatro terminais. A corrente alternada é aplicada aos terminais de en- trada, que são identi!cados no componente por meio do símbolo da corrente alternada, representado por uma senoide, ou pela sigla AC, do inglês, alternating current. A corrente contínua estará disponível nos dois terminais de saída da pon- te reti!cadora, representados pelos símbolos de positivo (+) e negativo (-). Exis- tem algumas exceções para essa regra. A !gura 129 mostra um modelo bastante comum de ponte reti!cadora. + - JF 2W10 Figura 129 - Ponte reti!cadora Fonte: SENAI-SP (2012) Assim como ocorrem com os diodos, as pontes reti!cadoras são identi!cadas por meio de códigos, impressos nos corpos dos componentes. Como instalador, você precisa saber que, ao se deparar com o símbolo de uma ponte de diodos, a função de reti!cador poderá ser realizada com a instalação de quatro diodos reti!cadores ou de uma ponte reti!cadora. Como saber, então, se você deverá instalar quatro diodos ou uma ponte reti!cadora? Consultando o datasheet por meio do código indicado no esquema elétrico. Outro indício pode- rá ser encontrado na PCI, pois, como você viu, a ponte reti!cadora possui quatro 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 145 terminais. Caso a função seja realizada por quatro diodos, a PCI deverá ter espaço para a instalação dos quatro diodos, o que requer furos para oito terminais: dois terminais para cada diodo. Além da forma convencional para se representar a ponte reti!cadora, que é feita por meio de quatro diodos, conforme demonstramos, existe ainda uma for- ma alternativa, conforme ilustra a !gura 130. Figura 130 - Símbolo alternativo da ponte reti!cadora Fonte: SENAI-SP (2012) 6.3.1 PONTE RETIFICADORA – SMD A ponte reti!cadora também está disponível na versão SMD. A !gura 131 ilustra uma ponte reti!cadora com encapsulamento na versão SMD. Figura 131 - Ponte reti!cadora SMD Fonte: SENAI-SP (2012) 6.4 TRANSISTOR O transistor é um componente eletrônico construído a partir de material semi- condutor, semelhante ao que ocorre com os diodos. Já falamos que o semicon- dutor revolucionou a eletrônica no mundo, mas foi a partir do transistor que os semicondutores mostraram sua real importância. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS146 Ele tem como principal função atuar como ampli!cador. Com isso, consegui- mos controlar correntes elétricas elevadas a partir de correntes ou tensões elétri- cas bem menores. O transistor veio em substituição às antigas válvulas triodo, que eram ampli!cadores bem mais caros, maiores em tamanho físico e com um sério problema: só funcionavam quando alimentadas com tensões superiores a 50V e após atingir certa temperatura, ou seja, após ligar o equipamento, era ne- cessário aguardar alguns segundos para ele funcionar. Não é exagero dizer que praticamente todos os equipamentos eletrônicos que conhecemos são formados por transistores. Estes podem ser comprados em uni- dades ou estar integrados em outros componentes, como os processadores de computadores modernos, que contêm mais de dois bilhões de transistores (isso mesmo, bilhões!). Basicamente, podemos dividir os transistores em dois grandes grupos: bipola- res e efeito de campo. A seguir, veremos cada um desses grupos. 6.4.1 TRANSISTOR BIPOLAR O transistor bipolar é composto por três camadas de material semicondutor e possui três terminais: emissor, coletor e base. Existem duas con!gurações básicas para os transistores bipolares, que são NPN e PNP. Veja, na !gura a seguir, os símbolos do transistor bipolar. NPN PNP Norma IEC60617 IEEE Std 315 Figura 132 - Símbolo do transistor bipolar conforme norma IEC60617de 1996 Fonte: SENAI-SP (2012) Os cristais P e N são os mesmos que apresentamos no diodo. A diferença é que o transistor utiliza três camadas em vez de duas. Observe, na !gura 133, a estrutu- ra interna do transistor bipolar. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 147 P N Pemissor emissor emissor coletor coletor base base coletor base transistor PNP transistor NPN N P Nemissor coletor base Figura 133 - Transistores bipolares PNP e NPN Fonte: SENAI-SP (2012) Provavelmente, você deve ter observado na !gura 133 que, no caso do tran- sistor PNP, o terminal emissor está ligado a um semicondutor do tipo P, e o termi- nal coletor a outro material semicondutor do mesmo tipo. Para o transistor NPN, ocorre algo semelhante, porém com material semicondutor do tipo N. Após essa observação, você poderá estar se perguntado: “qual a diferença entre o terminal emissor e coletor?”. De fato, a representação grá!ca é a mesma, mas a quantida- de de material semicondutor que forma cada um dos terminais não é exatamen- te igual. Daí, tiramos a conclusão de que o transistor possui polaridade e, como instalador, você deverá estar atento à identi!cação dos três terminais. É por esse motivo que o símbolo do transistor diferencia esses terminais por meio de uma seta que, no caso, é o emissor. Para identi!car os terminais dos transistores bipolares, você poderá utilizar um multímetro, conforme veremos ainda neste capítulo. Para os demais tipos de tran- sistores, a identi!cação por meio de um multímetro não é possível devido a ca- racterísticas internas do componente. Embora você encontre na internet alguns procedimentos para isso, saiba que, além de não servir para todos os modelos, muitos utilizam técnicas ine!cazes. Existem muitos modelos de transistores que variam principalmente em função das tensões e correntes que são capazes de controlar e também do fator de ga- nho, chamado de beta (&), ou hFE, do inglês, hibrid Forward commom Emitter, que determina quantas vezes a corrente do coletor é maior que a corrente da base. Como você pode imaginar, tais características proporcionam transistores com os mais diversos tamanhos e, por isso, há diferentes tipos de encapsulamento. A !gura 134 mostra alguns exemplos de encapsulamentos para transistores. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS148 encapsulamento TO-3encapsulamento TO-92 encapsulamento TO-220 Figura 134 - Transistores com encapsulamentos diversos Fonte: SENAI-SP (2012) A identi!cação do transistor é feita por meio de um código impresso no corpo do componente, semelhante ao que ocorre com os diodos. Existem alguns mo- delos de transistores com características semelhantes, mas apenas o projetista poderá indicar um transistor em substituição a outro. Portanto, o seu trabalho será selecionar o transistor idêntico ao indicado no esquema elétrico e consultar no datasheet a disposição dos terminais para que você possa instalá-lo correta- mente na PCI. Outra informação importante que você precisa saber é em relação à necessi- dade de observar o encapsulamento, pois alguns modelos de transistores pos- suem mais de uma opção de encapsulamento. A PCI que você receberá para fazer a instalação já vai estar com o espaço de!nido para um modelo especí!co. Você deverá consultar no datasheet do transistor qual se encaixa naquele espaço. Mas não se preocupe, pois são poucos os transistores que possuem mais de uma op- ção. Geralmente, cada código de transistor possui apenas um disponível. Considere ainda o fato de que alguns transistores podem gerar muito calor, de- pendendo da potência, por isso, precisam ser montados em dissipadores para evi- tar que eles se dani!quem. Quando houver a necessidade de uso desse artifício, ha- verá uma indicação no esquema elétrico ou no procedimento de rotina de trabalho. 6.4.2 TRANSISTOR BIPOLAR – SMD Assim como ocorre com os transistores PTH, existem diversos encapsulamen- tos disponíveis para os SMD. Em alguns casos, você vai encontrar transistores SMD com 4 terminais, mas não se assuste, pois na verdade eles possuem os mesmos terminais – coletor, emissor e base – que você já conhece. O quarto terminal é ligado internamente à carcaça do transistor para fazer a blindagem, que serve para evitar interferências eletromagnéticas. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 149 Além de estar interligado à carcaça, o quarto terminal poderá estar interligado ao terminal coletor e, nesse caso, o datasheet indicará, na pinagem, a presença de dois terminais denominados como coletores. Como eles estão interligados inter- namente, os dois terminais representam o mesmo coletor, o que signi!ca que o transistor possui apenas um coletor, mas disponibiliza dois terminais para ele. No procedimento de teste, você poderá considerar qualquer um deles como coletor. A !gura 135 mostra alguns transistores com encapsulamentos SMD diferentes. encapsulamento SOT-223 encapsulamento SOT-23 Figura 135 - Transistores SMD com encapsulamentos diferentes Fonte: SENAI-SP (2012) 6.4.3 PROCEDIMENTOS DE TESTE PARA IDENTIFICAÇÃO DOS TERMINAIS DO TRANSISTOR BIPOLAR A composição interna do material semicondutor do transistor permite que consideremos o circuito da !gura 136 para o procedimento de teste. Observe que podemos comparar a estrutura interna do transistor com dois diodos interliga- dos, o que facilita bastante a compreensão do teste que faremos. VOCÊ SABIA? Não é possível construir um transistor simplesmente unindo dois diodos, pois as dimensões das camadas P e N são muito diferentes entre eles e os transistores. Mas o esquema com dois diodos é perfeitamente aceito para fazer os testes em um transistor. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS150 N P N P N P transistor NPN e esquema equivalente com diodos transistor PNP e esquema equivalente com diodos Figura 136 - Estrutura interna do transistor e sua equivalência para teste Fonte: SENAI-SP (2012) Considerando esse esquema, é possível identi!car os terminais do transistor, o que é muito útil caso você não tenha o datasheet disponível. O primeiro passo é identi!car entre quais terminais estão os diodos. E isso pode ser feito testando os terminais do transistor em pares e invertendo as pontas de prova até que o multí- metro indique a condição de um diodo diretamente polarizado. Após testar todas as combinações, nós saberemos em quais terminais estão os diodos. A !gura 137 ilustra o procedimento. I. I. .612 .610 representação do diodo diretamente polarizado representação dos dois diodos 1 2 3 4 Figura 137 - Testes para identi!car os terminais do transistor Fonte: SENAI-SP (2012) 3 SUBSTRATO Material que serve como base para a construção do MOSFET, ou seja, ele é a estrutura física sobre a qual o MOSFET é construído. Um dos terminais do MOSFET está interligado ao substrato e, por esse motivo, também recebe o nome de substrato. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 151 Acompanhe: 1) Fazemos o teste em um par qualquer de terminais. Observe no multímetro que não encontramos um diodo diretamente polarizado. 2) Invertemos as pontas de prova e repetimos o teste. O multímetro agora indica um diodo diretamente polarizado. 3) Pegamos mais um par qualquer de terminais, em busca de um segundo diodo diretamente polarizado. O multímetro indica que ainda não encon- tramos. 4) Invertemos as pontas de prova e repetimos o teste. Caso o multímetro não indique um diodo diretamente polarizado, devemos pegar outro par de terminais e continuar os testes até encontrar o segundo diodo. No exemplo da !gura 137 o multímetro indica que encontramos o segundo diodo. Agora que sabemos em quais terminais estão os diodos, podemos identi!car os terminais base, coletor e emissor. A base é o terminal que está em comum para os dois diodos, e o emissor é o terminal em que o diodo apresentar maior tensão durante o teste. A !gura 138 ilustra esse procedimento. .610.612 base coletor (0,610) emissor (0,612) 5 6 Figura 138 - Testes para identi!car os terminais do transistorFonte: SENAI-SP (2012) 5) A base do transistor é o terminal em comum para os dois diodos. 6) O emissor é o terminal cujo diodo apresentar a maior tensão quando dire- tamente polarizado. Por !m, a polaridade dos diodos também nos indica se o transistor é do tipo NPN ou PNP. Para o caso que utilizamos no exemplo, trata-se de um transistor NPN. Observe, na !gura 138, que o emissor está na camada N do diodo, a base nas camadas P de ambos os diodos, e o coletor na camada N do outro diodo. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS152 6.4.4 TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO METAL-ÓXIDO-SEMICONDUTOR (MOSFET) Os transistores MOSFET são constituídos por três camadas de material semi- condutor e possuem quatro terminais: fonte, dreno, porta e substrato3. Existem modelos que possuem apenas três terminais, que são os mais utilizados, e o subs- trato é interligado internamente ao terminal fonte. Você poderá diferenciar um transistor MOSFET de três ou quatro terminais por meio do símbolo. Observe, na !gura 139, que existem alguns símbolos em que o terminal substrato (represen- tado pela seta) está interligado ao terminal à sua direita, que é o terminal fonte. Veja, na !gura a seguir, os símbolos dos transistores MOSFET. Canal tipo N Canal tipo P Normas MOSFET de enriquecimento IEC60617 IEEE Std 315 IEC60617 IEEE Std 315 Canal tipo N Canal tipo P Normas MOSFET de depleção IEC60617 IEEE Std 315 IEC60617 IEEE Std 315 Figura 139 - Símbolos do MOSFET Fonte: SENAI-SP (2012) Os símbolos da !gura 139, marcados com (*), não pertencem às normas men- cionadas, mas foram incluídos por dois motivos: além de os componentes existi- rem na prática, os símbolos podem ser encontrados em alguns livros. A !gura 140 mostra a composição das camadas internas de semicondutores de um MOSFET de depleção, e a !gura 141, de um MOSFET de enriquecimento. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 153 dreno dreno drenofonte fonte porta porta dreno fonte porta substrato dreno fonte porta substrato porta substrato fonte N N P N dreno porta substrato fonte P P N P 4 terminais MOSFET de Depleção - canal tipo N MOSFET de Depleção - canal tipo P 3 terminais 4 terminais 3 terminais Figura 140 - MOSFET de depleção de canal tipo P e tipo N. Fonte: SENAI-SP (2012) dreno dreno drenofonte fonte porta porta dreno fonte porta substrato dreno fonte porta substrato porta substrato fonte N P N P N P 4 terminais MOSFET de Enriquecimento - canal tipo N MOSFET de Enriquecimento - canal tipo P 3 terminais 4 terminais 3 terminaisdreno porta substrato fonte Figura 141 - MOSFET de enriquecimento de canal tipo P e tipo N Fonte: SENAI-SP (2012) Assim como ocorre com os transistores bipolares, a identi!cação dos MOSFETs é feita por meio do código impresso no corpo do componente. Os encapsulamen- tos também são os mesmos utilizados para os transistores bipolares, de modo que apenas observando-os não é possível diferenciar um transistor bipolar de um transistor MOSFET. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS154 Como instalador, não será necessário que conheça o princípio de funciona- mento de um MOSFET, pois esse assunto será tratado na unidade curricular Ma- nutenção de sistemas eletrônicos. Para identi!carmos os terminais do MOSFET, a única saída é o uso de datashe- ets, pois não é possível aplicar, de forma e!caz, a mesma técnica utilizada para os transistores bipolares. 6.4.5 TRANSISTOR DE EFEITO DE CAMPO METAL-ÓXIDO-SEMICONDUTOR (MOSFET) – SMD Os transistores MOSFETs também podem ser encontrados na versão SMD. Eles utilizam os mesmos encapsulamentos que vimos nos transistores bipolares. 6.5 TIRISTORES Tiristor é uma família de componentes semicondutores que operam como chave eletrônica. Eles são utilizados para acionar dispositivos de grande potência, como lâmpadas e motores. Bloqueiam a passagem da corrente elétrica até que seja atingida sua condição de disparo, que varia, conforme o seu modelo. Após atingir a condição de disparo, a corrente elétrica passa a #uir pelo tiristor. Os mais comuns são: SCR e TRIAC. Falaremos agora sobre cada um deles. 6.5.1 SCR O SCR, do inglês Silicon Controlled Recti!er, ou Reti!cador controlado de silício, é composto por três terminais: anodo, catodo e gatilho, ou gate, do inglês, que signi!ca porta. Veja, na !gura a seguir, o símbolo do SCR. Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Figura 142 - Símbolo do SCR Fonte: SENAI-SP (2012) Agora, observe a !gura 143, que ilustra a composição das quatro camadas de material semicondutor e a representação dos terminais do SCR. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 155 anodo anodo Gatilho gate catodo catodoP N P N Figura 143 - Estrutura interna do SCR Fonte: SENAI-SP (2012) O princípio de funcionamento de um SCR é semelhante a de um diodo reti!- cador, mas depende de um sinal de controle para exercer sua função. A presença de um sinal de controle em seu terminal, denominado gatilho, provoca o acio- namento do SCR, fazendo com que ele se comporte como um diodo reti!cador: a corrente elétrica irá #uir entre o anodo e o catodo quando estiver diretamente polarizado, mas será bloqueada no sentido oposto. A ausência do sinal de con- trole faz com que a corrente não circule em nenhuma direção. Podemos dizer, portanto, que o sinal de controle irá determinar se o SCR irá ou não funcionar. Basicamente, os SCRs utilizam os mesmos encapsulamentos que os transisto- res. E, assim como ocorre com esses últimos, os SCRs são identi!cados por meio de códigos impressos no corpo do componente. Como instalador, você deverá identi!car um SCR por meio do símbolo que aparece no esquema elétrico, que vem acompanhado pelo código encontrado no corpo do componente. Em alguns casos, dependendo da potência, poderá ser necessário o uso de dissipador. Mas não se preocupe, é o esquema elétrico que indicará se isso será preciso ou não. 6.5.2 SCR – SMD Como o SCR trabalha com potências elevadas que contribuem para o aumen- to de tamanho do componente, raramente encontraremos um SCR na versão SMD. Nos casos em que isso ocorrer, os encapsulamentos SMD serão os mesmos utilizados para os transistores SMD. 6.5.3 TRIAC O TRIAC, do inglês Triode for Alternating Current, ou tríodo para corrente alter- nada, é composto por três terminais: terminal principal 1, terminal principal 2 e gatilho. Veja, na !gura a seguir, o símbolo do TRIAC. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS156 Símbolo Normas IEC60617 IEEE Std 315 Figura 144 - Símbolo do TRIAC Fonte: SENAI-SP (2012) Em alguns casos, os terminais principais 1 e 2 são identi!cados como MT1, do inglês, Main Terminal, ou terminal principal, e MT2, respectivamente. A !gura 145 ilustra a composição das múltiplas camadas de material semicon- dutor e a representação dos terminais do TRIAC. gatilho gatilho terminal princial 2 ou MT2 terminal princial 2 ou MT2 terminal princial 1 ou MT1 terminal princial 1 ou MT1 N N N N NP P Figura 145 - Estrutura interna do TRIAC e identi!cação dos terminais Fonte: SENAI-SP (2012) O princípio de funcionamento do TRIAC é muito semelhante ao do SCR, porém com uma diferença: ao ser acionado pelo gatilho, conduz a corrente elétrica em ambos os sentidos. Se você observar o símbolo do TRIAC, irá notar que temos dois diodos em paralelo, mas em sentidos opostos (antiparalelo). Simbolicamente, en- quanto um diodo está diretamente polarizado, o outro está reversamente polari- zado e vice-versa. Isso faz com que a corrente elétrica #ua em qualquer sentido, desde que haja um sinal no gatilho habilitando o TRIAC. Assim como o SCR, o TRIAC possui o código impresso no corpo do componen- te, utiliza os mesmos encapsulamentos e também está sujeito ao uso de dissipa- dores, conforme indicado nas observações do esquema elétrico. O procedimento de instalação também é o mesmo utilizado para o SCR. 6.5.4 TRIAC – SMD Assim como ocorre com o SCR, raramente você encontrará um TRIAC na versão SMD. Para os casos em que isso ocorrer, os encapsulamentosdisponíveis serão os mesmos utilizados pelos transistores SMD. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 157 6.6 CIRCUITOS INTEGRADOS Certamente, você já deve ter percebido que os equipamentos eletrônicos es- tão cada vez menores, principalmente se compararmos os equipamentos de hoje em dia com os que existiam nas décadas de 80 ou 90. Como exemplo, podemos citar os telefones celulares, que eram enormes comparados aos que nós temos atualmente. A miniaturização dos equipamentos eletrônicos deve-se em grande parte aos circuitos integrados, também conhecidos apenas por CI ou chip, que são componentes que contêm circuitos eletrônicos inteiros em seu interior e po- dem ser formados por vários transistores, resistores, diodos etc. Portanto, o nome circuito integrado signi!ca que temos um circuito eletrônico inteiro integrado em um único componente. A !gura 146 ilustra o esquema elétrico de um circuito qualquer que está inte- grado a um encapsulamento TO-220. Observe que o esquema possui dezenas de transistores, resistores e alguns diodos. ADJUST OUTPUT INPUT Figura 146 - Esquema elétrico de um circuito que está integrado ao encapsulamento TO-220 Fonte: SENAI-SP (2012) Embora não seja uma tecnologia nova, já que o primeiro relato de circuito in- tegrado vem do !nal da década de 1950, o avanço tecnológico permite que cada vez mais componentes eletrônicos sejam integrados em um único CI. Os circuitos integrados podem possuir desde circuitos pequenos, com algumas unidades de componentes, até circuitos com alto grau de complexidade, compostos por mi- lhares de componentes integrados. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS158 Existem circuitos integrados para as mais diversas !nalidades, desde ampli!ca- dores de áudio até processadores para computador, e com os mais variados tipos de encapsulamento e quantidade de terminais, que dependem do tamanho do circuito e da função que irá desempenhar. A !gura 147 mostra alguns encapsulamentos diferentes para circuitos integra- dos, incluindo versões em SMD. Figura 147 - Alguns encapsulamentos de circuito integrado Fonte: 123rf (2012) Os circuitos integrados são identi!cados por meio de códigos impressos no corpo do componente. Por meio desses códigos, você poderá consultar o data- sheet para obter informações sobre a funcionalidade e as características do CI. A maioria dos circuitos integrados é representada nos esquemas elétricos ape- nas por um bloco com a indicação do código do CI e a identi!cação dos terminais. Existem algumas exceções para essa regra, como é o caso das portas lógicas ou dos ampli"cadores operacionais, que possuem símbolo especí!co, mas mesmo nesses casos, o símbolo também vem acompanhado do código do CI e da identi- !cação dos terminais. A !gura 148 ilustra parte de um esquema elétrico que possui dois circuitos integrados: um deles está representado por um bloco retangular e pelo código do CI, que é 4516; o outro é representado pelo símbolo de uma porta lógica e pelo código do CI, que é 4081. Circulados em vermelho, temos os números que identi!cam os terminais. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 159 U3 U2 4 4 5 6 4081 4516 12 13 3 D0 D1 D2 D0 15 5 1 70 9 OLK Q1 PE VO Q0 G1 Q2 Q0 Q0 6 11 11 2 7 MA identi!cação dos terminais do CI identi!cação dos terminais do CI código do CI código do CI símbolo de uma porta lógica Figura 148 - Exemplo de esquema elétrico com circuito integrado Fonte: SENAI-SP (2012) Os terminais de um circuito integrado são dispostos de forma sequencial, sem- pre contados no sentido anti-horário a partir do ponto inicial que é indicado no corpo do componente, conhecido como chanfro. A !gura 149 traz dois exemplos de como identi!car os terminais de um circuito integrado. a contagem inicia da esquerda para direita a partir do chanfro 11 16 17 32 3348 49 644 8 5 chanfro chanfro Figura 149 - Como identi!car os terminais de circuitos integrados Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS160 6.6.1 SOQUETES PARA CIRCUITO INTEGRADO Para evitar a exposição à alta temperatura durante a soldagem e facilitar a subs- tituição em casos de manutenção, muitos circuitos integrados são instalados na PCI por meio de soquetes. Estes são soldados na PCI e, somente depois, os circuitos integrados são encaixados sobre eles. Cada encapsulamento possui seu respectivo modelo de soquete, em função do seu tamanho e da quantidade de terminais. A !gura 150 ilustra como um CI é inserido no soquete. soquete circuito integrado orifício para encaixe dos terminais do CI terminais do soquete, que serão soldados na PCI Figura 150 - Soquete para circuito integrado Fonte: SENAI-SP (2012) FIQUE ALERTA Em alguns casos, o uso de soquetes é obrigatório. Ob- serve as recomendações contidas nas observações do esquema elétrico quanto ao uso dessa peça. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 161 CASOS E RELATOS A produção não pode parar! Uma empresa fabricante de carregadores de baterias havia recebido uma grande encomenda: fabricar centenas de carregadores. Vários pro!ssio- nais foram contratados para realizar a montagem, com o objetivo de cumprir os prazos. Durante o processo de montagem, a produção precisou ser interrompida devido à falta de um componente eletrônico. Tratava-se de um transistor muito importante para o circuito do carregador de bateria. Um dos montadores percebeu que havia um transistor com encapsula- mento idêntico em outra parte do circuito. Como apenas os códigos eram diferentes, resolveu utilizá-lo no lugar daquele que estava faltando, a !m de solucionar o problema. Ao ligar o carregador para realizar os testes, além de não funcionar, uma fumaça que saía do equipamento indicava que algo estava errado. Imediatamente o supervisor se aproximou e, ao entender o que estava acontecendo, passou algumas orientações ao montador. Explicou que, durante a montagem, os componentes devem ser selecionados rigoro- samente conforme o código indicado no esquema elétrico. Qualquer alteração só pode ser realizada com autorização do departamento de engenharia. Assim, !ca a seguinte lição: embora existam componentes equivalentes, é necessário profundo conhecimento sobre eles para sugerir substitui- ções. Não cabe ao montador tomar essa decisão. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS162 RECAPITULANDO Chegamos ao !nal deste capítulo. Por isso, é importante relembrar alguns pontos importantes. Vamos lá? Os semicondutores são a matéria-prima para muitos componentes eletrônicos. Esse material é o grande responsável por quase toda tec- nologia eletrônica que nos cerca. Os códigos identi!cam o modelo do dispositivo semicondutor, e to- das suas características estão descritas no datasheet. Os componentes identi!cados por meio de códigos são os diodos, os transistores, os tiristores e os circuitos integrados em geral. Além do datasheet, os terminais dos diodos reti!cadores, dos diodos para pequenos sinais e dos transistores bipolares podem ser identi!- cados por meio de um teste com multímetro, com o seletor posiciona- do na escala de diodo. A identi!cação dos terminais de um circuito integrado é feita sempre no sentido anti-horário, iniciando a partir do chanfro presente no en- capsulamento. 6 DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 163 Anotações: 7 Instalação de sistemas eletrônicos Os assuntos abordados nos capítulos anteriores lhe deram subsídios para montar uma placa de circuito impresso, identi! car componentes eletrônicos diversos e saber como eles são sol- dados em uma PCI. Neste capítulo, falaremos sobre os procedimentos de rotina de trabalho, que abordam como ocorre o processo de montagem das placas eletrônicas nas empresas e as conexões elétricas entre placas de circuito impresso. Assim, ao ! nal deste capítulo, você terá subsídios para: identi! car e seguir os procedimentos de rotina de trabalho; posicionar componentes eletrônicos na placa de circuito impresso a partir das especi! ca- ções do projeto; interligar circuitos eletrônicospor meio de cabos e conectores. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS166 7.1 PROCEDIMENTOS DE ROTINA DE TRABALHO Para montar uma placa eletrônica, você terá em mãos uma lista contendo a identi!cação dos componentes e suas características, tais como tolerâncias, valo- res ou códigos. Observe, no quadro 1, um exemplo de uma lista. Note que a primei- ra coluna traz a identi!cação do componente e as seguintes, suas características. Quadro 1 - Exemplo de lista de componentes IDENTIFICAÇÃO COMPONENTE VALOR / CÓDIGO U1 Circuito Integrado 4093 R1 Resistor 1/4 Watt - 5% 33kΩ R2 Resistor 1/4 Watt - 5% - SMD 470Ω R3 Resistor 1/4 Watt - 5% - SMD 560Ω R4 Resistor 1/4 Watt - 5% - SMD 680Ω C1 Capacitor eletrolítico 10uF x 16V C2 Capacitor eletrolítico 100uF x 25V A partir de uma lista semelhante a essa, você selecionará os componentes e os encaixará na placa de circuito impresso, com o auxílio da máscara de compo- nentes que indica o local correto de instalação. Além da localização, a máscara de componentes também indica a polaridade quando essa informação for necessá- ria. Observe na !gura a seguir. Figura 151 - Localização dos componentes na placa, conforme máscara de componentes Fonte: SENAI-SP (2012) 7 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 167 Baseado nessa lista do exemplo (quadro 1), por qual componente eletrônico você iniciaria a montagem? Algumas pessoas provavelmente iniciariam pelo U1, por ser o primeiro da lista. Outras, talvez poderiam preferir iniciar por R1, por se tratar de um componente eletrônico menos sensível. Observe, porém, que a or- dem de montagem não alteraria o produto !nal, ou seja, o funcionamento do circuito eletrônico. Agora, acompanhe este caso: após um gerente de produção analisar o proce- dimento de montagem de 1000 placas, ele notou que alguns instaladores leva- vam muito mais tempo para realizar esse trabalho do que outros. Intrigado, ele estudou o que estava ocorrendo e constatou que a montagem do relé di!cultava o posicionamento dos componentes próximos a ele. Assim, quem deixava a sua montagem por último, ganhava tempo. Portanto, no caso dessa placa de circuito impresso, seria muito mais conve- niente que o relé fosse sempre o último componente a ser montado. Mas como garantir que todos os instaladores de uma empresa sigam essa orientação? Foi pensando nessa questão que foram criados os procedimentos de rotina de tra- balho, também conhecidos como procedimento operacional padrão (POP). O procedimento de rotina de trabalho é um documento que contém as ins- truções de todo o trabalho que um instalador deve realizar. O objetivo desse do- cumento é padronizar a execução das tarefas de instalação, a !m de garantir que o resultado esperado seja alcançado. O exemplo que utilizamos com o relé não signi!ca que seja uma regra apli- cável em todas as situações. Foi fruto de um estudo, numa situação ocorrida em determinada empresa e com uma placa de circuito impresso especí!ca. Em outras circunstâncias, poderia acontecer o contrário: um estudo qualquer apontar que é melhor montar o relé antes dos demais componentes. Assim como aconteceu com o ganho de produtividade em nosso exemplo com o relé, outras situações podem ocorrer envolvendo segurança no trabalho, prevenção de danos a componentes ou equipamentos, melhoria da qualidade do produto etc. Observe, assim, que cada empresa poderá criar o seu procedimento de rotina de trabalho conforme sua necessidade. Por isso, não há como prever um padrão para esse tipo de documento. Pode ser um texto, uma sequência de fotos, uma animação etc. Portanto, tenha sempre em mente que você deverá seguir rigorosamente a sequência indicada nos procedimentos de rotinas de trabalho. Continuemos nossos estudos, passando para o tópico a seguir, que tratará das conexões entre placas de circuito impresso. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS168 7.2 CONEXÕES ENTRE DISPOSITIVOS Um equipamento eletrônico nem sempre é formado por apenas uma placa de circuito impresso. Existem casos em que seu funcionamento depende de um conjunto de placas, em que cada uma exerce determinada função. A combinação das placas é o que garante o funcionamento do equipamento. Como exemplo, podemos citar um computador, que é composto por diversas placas. Para que funcione adequadamente, todas as placas precisam estar interli- gadas. A !gura 152 ilustra as várias partes que compõem um computador. Figura 152 - Placas que compõem um computador Fonte: 123rf (2012) A conexão pode ser feita por meio de encaixe ou por !os, dependendo do dispositivo. Para o caso em que é realizada por !os, pode haver conectores ou bornes para a !xação. Além de interligações entre as placas, existem conexões com outros dispositi- vos, tais como motores, painéis de comando, sensores etc. Um exemplo para essa situação é uma máquina de lavar roupas. As modernas possuem, em geral, uma placa de circuito impresso conectada ao motor para girar a roupa no processo de lavagem, a bomba d´água para esvaziar a máquina, o sensor de nível de água e o painel de comandos com os botões e as luzes indicadoras. Para que a máquina funcione conforme o esperado, todas as conexões devem estar perfeitas. Como instalador eletrônico, você não precisará identi!car a funcionalidade de cada dispositivo, basta saber como interligá-los. A identi!cação das conexões é feita por meio de um diagrama de conexões conhecido popularmente como diagrama de-para. 7 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 169 A !gura 153 ilustra um diagrama de conexões de uma máquina de lavar rou- pas. Observe como os dispositivos são interligados no timer, que nesse caso é a placa que controla o funcionamento da máquina. Observe que as cores dos !os também são indicadas com o objetivo de facilitar a identi!cação das conexões. timer C1 C2 B5 D 3 MT MT D1 B1 C3 A4 A5 C3 C4 RO PR VI B2 F1 válvula d’agua pr in ci pa l au xi lia r pressostato bomba de drenagem cabo de alimentação topo gabin. interruptor da tampa M ot or tim er capacitor motor (3) (1) (4) (2) (5) bomba de recirculação Figura 153 - Diagrama de conexões de uma máquina de lavar roupas Fonte: SENAI-SP (2012) Para auxiliar nessa tarefa, o procedimento de rotina de trabalho também po- derá trazer algumas orientações sobre como proceder com as conexões, assunto que estudaremos no subtópico a seguir. 7.2.1 TIPOS DE CONEXÕES Já falamos sobre os bornes e sobre os conectores no capítulo Componentes de sistemas eletrônicos. Vimos que os conectores e os bornes permitem a cone- xão elétrica de uma placa de circuito impresso com outro dispositivo. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS170 Para facilitar a conexão, muitos equipamentos dispõem de um conjunto de !os, que são previamente formatados com o comprimento necessário, e de um conector já !xado em suas extremidades. Esse conjunto de !os é conhecido como chicote. A !gura 154 mostra um exemplo de chicote com um conector na extremidade. Figura 154 - Chicote com conector Fonte: Wikimedia Commons (2012) SAIBA MAIS Existem diversos tipos e modelos de chicotes, e muitos são fabricados sob encomenda. Para se ter uma ideia da va- riedade, faça uma pesquisa na internet utilizando o termo “chicotes elétricos”. Observe a quantidade de empresas especializadas na fabricação desse item e quantos modelos diferentes estão disponíveis. Utilize a ferramenta de busca de sua preferência. Outro meio de conexão bastante comum são os !at cables (em português, cabos planos), que são trilhas condutoras dispostas dentro de uma !ta. A !gura 155 mostra, em marrom, um "at cable conectado a uma placa de cir- cuito impresso. 7 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 171 Figura 155 - Flat cable conectado a uma placa de circuito impresso Fonte: Dreamstime (2012) VOCÊ SABIA? Os "at cables, por serem muito !nos e #exíveis, são muito utilizados em equipamentos eletrônicos para interligar partes móveis. Como exemplo, podemos citar um compu- tador portátil,em que muitos utilizam um "at cable para interligar a base do computador ao monitor, passando pela dobradiça. O mesmo ocorre com telefones celulares que abrem e fecham. Há casos em que os "at cables são formados por diversos !os presos uns aos outros, em paralelo. A !gura 156 ilustra um tipo de "at cable com conector na extremidade. Figura 156 - Flat cable com conector Fonte: 123rf (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS172 Quando necessários, os chicotes e os "at cables serão fornecidos juntamente com os componentes eletrônicos. O uso desses tipos de conexões também estará indicado nos procedimentos de rotina de trabalho. CASOS E RELATOS Ideia premiada Francisco, montador de equipamentos eletrônicos há mais de 5 anos em uma empresa multinacional, participou de uma campanha que premiava com valores em dinheiro as ideias que melhorassem a produção, a qualida- de de vida no trabalho ou as relações interpessoais entre os funcionários. Como ele já tinha bastante experiência com o seu trabalho, apresentou uma ideia de alteração no procedimento de montagem dos equipamen- tos que aumentaria a produção. A ideia proposta alterava a ordem em que os módulos eletrônicos eram inseridos dentro do equipamento, di- minuindo o tempo de montagem em 3 minutos, o que resultaria, ao !nal do dia, em 10 equipamentos a mais por montador. A empresa reconhe- cidamente premiou Francisco por sua ideia e incorporou as sugestões no procedimento de rotina de trabalho para que todos os montadores seguissem os novos procedimentos. Re#etindo sobre esses acontecimentos, Francisco chegou à seguinte con- clusão: não há nada tão bom que não possa ser melhorado a partir de um olhar crítico e construtivo. Esse caso ilustra a importância dos procedimentos de rotina de trabalho, além de nos mostrar que eles podem ser aprimorados. Assim, !que aten- to ao seu uso, pois ele poderá contribuir para a melhoria do seu trabalho. 7 INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 173 RECAPITULANDO Os procedimentos de rotina de trabalho, também conhecidos como procedimento operacional padrão (POP), são documentos que ins- truem o instalador de sistemas eletrônicos sobre como realizar o seu tra- balho. Esse documento, por meio de textos ou imagens, indica a sequên- cia das tarefas que serão realizadas e serve para padronizar a rotina de trabalho de todos os instaladores em busca de um resultado de maior qualidade. Você, como instalador, deverá seguir rigorosamente as instru- ções desse documento. Muitos equipamentos eletrônicos são compostos por diversos dispositi- vos, tais como placas de circuito impresso, painéis de comando, sensores etc., que precisam estar interligados para que o equipamento funcione. Por meio do diagrama de conexões, você poderá identi!car quais são as conexões necessárias. Algumas conexões são feitas por meio de chicotes, que são conjuntos de !os que possuem o comprimento de!nido e, quase sempre, conec- tores !xos em suas extremidades. Além dos chicotes, as conexões tam- bém podem ser realizadas por meio dos "at cables, que são cabos planos formados por diversos condutores em paralelo. Quando necessários, os chicotes e os "at cables serão fornecidos juntamente com os componen- tes eletrônicos. Como vimos neste capítulo, o seu uso será indicado nos procedimentos de rotina de trabalho. 8 Equipamentos e instrumentos Agora que você conhece as etapas que envolvem a montagem de uma placa de circuito impresso, é preciso saber que tão importantes quanto esse processo são os testes de funciona- mento. Falaremos sobre esses testes no próximo capítulo, quando trataremos da Validação da instalação de sistemas eletrônicos. Ocorre, porém, que alguns testes de componentes ou de placas de circuito impresso ne- cessitam de equipamentos e instrumentos eletrônicos especí! cos para esse ! m. Por isso, neste capítulo, falaremos sobre alguns deles. Você conhecerá características importantes sobre eles, exemplos de aplicação e noções básicas de operação. Como são muitos os equipamentos e instrumentos, selecionamos três deles para estudo e aprofundamento, por serem os mais utilizados: a fonte de tensão (equipamento); o gerador de funções (equipamento); os osciloscópios analógico e digital (instrumento). Assim, esperamos que, ao ! nal deste capítulo, você tenha condições de identi! car, diferen- ciar e usar esses equipamentos e instrumentos de forma precisa e com segurança. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS176 8.1 FONTE DE TENSÃO Conforme vimos nos estudos sobre eletricidade, todo circuito eletrônico ne- cessita de energia elétrica para funcionar, ou seja, todo equipamento necessita de uma fonte de tensão (fonte de alimentação). Essa fonte pode ser obtida de diversas formas. Em um telefone celular, por exemplo, a fonte de tensão é a bateria. Quando a energia da bateria se esgota, precisamos de outra fonte de tensão para recarregá-la. Assim, em uma situação como essa, o que fazemos é conectar o telefone celular no carregador de bateria, que por sua vez será ligado à tomada. É bom lembrar que cada equipamento eletrônico precisa de uma tensão elé- trica diferente para funcionar. Alguns funcionam com 5V, outros com 12V, e assim por diante. Por essa razão, existem circuitos eletrônicos que reduzem as tensões da rede elétrica presente na tomada das nossas casas, para as tensões adequadas que cada equipamento precisa. Além disso, a corrente alternada da rede elétrica é convertida em corrente contínua, que é a exigência da maioria dos equipamentos eletrônicos. Esse circuito também é conhecido como fonte de tensão e muitas vezes é chamado apenas de fonte. As fontes podem ser internas, quando !cam embutidas nos equipamentos eletrônicos, ou podem ser externas. Um computador de mesa, do inglês desktop, possui uma fonte de tensão interna. O computador é conectado diretamente à tomada, para que um circuito interno reduza a tensão para os níveis adequados ao computador. Um computador portátil, do inglês notebook, utiliza uma fonte externa. Trata-se daquela pequena caixa que !ca entre a tomada e o conector de alimentação do computador. Outro exemplo de fonte externa é o carregador de bateria do telefone celular. Embora os equipamentos eletrônicos, em geral, possuam sua própria fonte, é muito comum que os laboratórios de eletrônica tenham uma fonte especí!ca para os testes. Como vimos que a necessidade de tensão de cada equipamento é diferente, a fonte que encontramos nos laboratórios possui uma característica interessante: a tensão de saída pode ser ajustada. Por isso, são conhecidas como fontes ajustáveis. Algumas pessoas também se referem a elas como fontes va- riáveis ou ainda reguláveis. Para essas fontes, a tensão pode ser ajustada entre um valor mínimo e um máximo, conforme o modelo. Essas fontes são, portanto, equipamentos de trabalho de um laboratório de eletrônica, e você, como insta- lador eletrônico, poderá precisar delas para realizar testes em placas de circuito impresso após a montagem. Por essa razão, falaremos agora sobre elas. Como esse tipo de equipamento é predominantemente de tensão contínua, abordaremos especi!camente esses modelos, mas saiba que existem algumas fontes que fornecem tensão alternada. 1 TENSÃO DA TOMADA É aquela que chega às residências, escritórios, hospitais, indústrias etc. É nela que ligamos todos os equipamentos elétricos para que eles funcionem. 2 CHAVE SELETORA DE TENSÃO Dispositivo cuja !nalidade é selecionar a tensão de entrada para que a fonte seja ligada em uma tomada de 110V ou de 220V. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 177 8.1.1 CARACTERÍSTICAS DAS FONTES DE TENSÃO CC O que caracteriza uma fonte de tensão contínua (CC) são as grandezas elétri- cas que a constituem. Assim, dizemos que as principais características de uma fonte de tensão são: tensão de entrada; tensão de saída; capacidade de corrente. Vejamos cada uma delas. a) Tensão de entrada É o valor da tensão da tomada de alimentação quevocê usará para ligar o cabo de alimentação de uma fonte. Por exemplo: se a tensão da tomada1 de alimentação for 220V, você deve posicionar a chave seletora de tensão2 110V/220V para 220V. Desse modo, você utilizará a fonte corretamente e com segurança. VOCÊ SABIA? Atualmente, muitos aparelhos eletrônicos já podem ser ligados tanto em 110V como em 220V, sem a necessida- de de uma chave para mudar a tensão. Esses aparelhos são chamados bivolt, ou seja, operam com duas tensões (110V ou 220V). b) Tensão de saída É o valor da tensão nos bornes de saída da fonte. FIQUE ALERTA Nunca alimente o circuito com a fonte antes de ajustar sua tensão de saída, caso contrário, ele pode ser dani!cado. c) Capacidade de corrente É o valor máximo de corrente que uma fonte pode fornecer a um circuito. FIQUE ALERTA Nunca use uma fonte em um circuito cuja corrente te- nha um valor acima do valor máximo que ela pode for- necer. Caso isso ocorra, a fonte poderá ser danificada. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS178 Agora que você conhece as principais características de uma fonte de tensão CC, você verá os painéis em que elas aparecem e conhecerá os seus itens princi- pais. Curioso? Então, siga adiante. 8.1.2 PAINEL TRASEIRO No painel traseiro da fonte !cam alguns itens relacionados à alimentação elé- trica do equipamento, tais como a conexão com a tomada e o fusível de proteção elétrica. Observe, na !gura 157, os itens que compõem o painel traseiro de uma fonte com chave seletora e como eles são dispostos. fuse - 2,0A IN VAC110V 220V 2 3 1 Figura 157 - Painel traseiro com chave seletora 110V/220V Fonte: SENAI-SP (2012) Os itens que compõem o painel traseiro de uma fonte podem variar, mas em muitos modelos são os seguintes: chave seletora, conector de entrada e porta- -fusível. Vejamos, a seguir, cada um deles acompanhado por um número entre parên- teses para que você possa localizá-lo na !gura 157. a) Chave seletora (1) A chave seletora serve para ajustar o equipamento, conforme a tensão dispo- nível na tomada: 110V ou 220V. Você deverá veri!car qual a tensão que está pre- sente na tomada em que irá conectar a fonte e ajustar a chave seletora de acordo com essa tensão antes de ligar o equipamento. 3 FUSÍVEL Dispositivo de proteção, geralmente constituído de um condutor alojado em uma cápsula de vidro, colocado em um circuito elétrico. Tem como objetivo principal interromper a corrente elétrica que ultrapassou o limite especi!cado para o funcionamento da fonte de tensão. Para que isso ocorra, ele se funde, ou seja, se derrete. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 179 FIQUE ALERTA Ligar a fonte com a chave seletora posicionada incor- retamente irá causar um mau funcionamento do equi- pamento ou mesmo danificá-lo. Assim, antes de ligá-la, certifique-se de que a chave seletora esteja em confor- midade com a tensão da tomada disponível. Para efeito de segurança, o fabricante entrega a fonte de tensão ao consumi- dor com a chave posicionada em 220V. Assim, caso ela seja ligada indevidamente em uma tomada de 110V, a fonte não será dani!cada, apresentará apenas um mau funcionamento. b) Conector de entrada (2) O cabo que conecta a fonte à rede elétrica deve ser inserido nesse conector para a alimentação da fonte na tomada de 110V ou 220V. Cabe ressaltar que, em alguns casos, o cabo de força é ligado diretamente à PCI da fonte, sem esse conector. c) Porta-fusível (3) Porta-fusível é um suporte que serve para acondicionar o fusível3 de proteção da fonte. Quando você precisar trocar o fusível de uma fonte, é só girar a tampa verme- lha no sentido anti-horário e retirar o fusível interrompido. fuse - 2,0A IN (90 - 240) ACV 1 2 Figura 158 - Painel traseiro com bivolt automático Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS180 8.1.3 PAINEL FRONTAL O painel frontal depende muito do modelo e das características da fonte de tensão. Vamos falar sobre um modelo que, além de ser bastante comum, engloba as funções presentes na maioria desses equipamentos. Trata-se de uma fonte que possui duas saídas de tensão ajustável e uma saída de tensão !xa. A !gura 159 ilustra uma fonte desse tipo. DC POWER SUPPLY MPL-3305M VOLTAGE CURRENT CH1 CH2 MASTER SLAVE VOLTAGE CURRENT V V A A VOLTAGE CURRENTCH1 OVER LOAD 3A/5V MASTER VOLTAGE CURRENTCH2 TRACKING SLAVE CV CC CV CC CH3CH2CH1 ON/OFF OUTPUT ON/OFF INDEP SERIES PARALLEL 0 32V, 5A 0 32V, 5A 5V FIXED 3A GND GND 8 6 7 1 4 0 5 12 14 2 C 3 V2 CC3 9 8 9 F11 13 10 Figura 159 - Painel frontal de uma fonte com duas saídas variáveis e uma !xa Fonte: SENAI-SP (2012) Uma das fontes variáveis desse painel recebe o nome de master, ou mestre em português; e a outra, de slave, ou escravo em português. Os itens que compõem o painel frontal do modelo indicado na !gura 159 são: tecla liga-desliga, LEDs indicadores, bornes de saída, teclas de comando de ope- ração, ajuste de tensão de saída, ajuste de corrente de saída e display. Vejamos cada um deles a partir de agora. Observe o número indicado nos pa- rênteses para localizar o item na !gura 159. a) Tecla liga/desliga (1) Quando essa tecla é acionada na posição On, as fontes são energizadas e prontas para serem usadas. Acionando-a novamente na posição O#, as fontes são desligadas. 4 CARGA Em eletrônica, é qualquer circuito ou dispositivo que consome energia elétrica. Para o caso da fonte, a carga é o circuito ou dispositivo que estiver conectado aos bornes de saída da fonte. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 181 b) LEDs indicadores (2, 3, 11 e 13) Os LEDs servem para indicar algumas situações, conforme informações a seguir: LED2: mostra que a fonte de saída !xa está ligada; LED3: indica que a fonte está fornecendo corrente a uma carga4; LED11: signi!ca que a fonte está ligada; LED13: indica sobrecarga e signi!ca que a corrente que está sendo exigida da fonte é superior à que ela pode fornecer. Quando esse LED acende, um circuito de proteção entra em ação para evitar danos à fonte. c) Bornes de saída (4, 5 e 12) As tensões de saída da fonte são disponibilizadas nos bornes de saída. Como você pôde observar, eles possuem cores diferentes. Essas cores são normalizadas da seguinte forma: vermelha indica o terminal de saída com polaridade positiva, em fontes de tensão; preta mostra o terminal de saída com polaridade negativa; verde indica o aterramento da fonte. Por esse motivo, os três bornes verdes são interligados um ao outro e ao terminal de terra da tomada de alimentação. VOCÊ SABIA? Terra é o nome que se dá ao condutor que vem de uma haste de cobre fincada no solo, ou malha metálica en- terrada. O borne de aterramento é conectado a esse condutor. O terra facilita o caminho das correntes de fuga das partes metálicas dos equipamentos e, com isso, protege as pessoas de choques elétricos. Os bornes 4 e 5 correspondem às tensões variáveis dos canais CH1 (master) e CH2 (slave), respectivamente. Os bornes 12 são para a tensão de saída !xa. d) Teclas de modo de operação (6, 7) A tecla 6 comanda a fonte CH1 (master); e a 7, a fonte CH2 (slave). Essas teclas funcionam da seguinte forma: quando ambas estiverem liberadas, as fontes funcionam de modo indepen- dente, ou seja, uma não depende da outra; quando a 6 é pressionada e a 7 liberada, elas !cam ligadas em série interna- mente (o borne vermelho da master é conectado ao borne preto da slave) para fornecer até 64V entre os bornes vermelho da slave e preto da master; INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS182 quando ambas estiverem pressionadas, as fontes !cam em paralelo (os bor- nes vermelhos são ligados entre si, assim como os bornes pretos) para forne- cer corrente elétrica de até 6A (3A da master e 3A da slave). e) Ajuste de tensão de saída (8) Se a tecla de seleção de tensão e de corrente for liberada, é possível usar esse potenciômetro para ajustar a tensão de saída. f) Ajuste de corrente de saída (9) Se a tecla deseleção de tensão e corrente for acionada, é possível usar esse potenciômetro para ajustar a corrente máxima fornecida pela fonte de tensão. g) Tecla de acionamento da fonte "xa (10) A tecla 10 serve para ativar ou desativar a fonte de saída !xa. h) Display (14) Esse mostrador indica os valores de tensão e corrente. Agora que você conhece os itens do painel frontal de uma fonte, é muito im- portante que entenda como usar uma fonte com saída variável, pois a tensão de saída da fonte deverá ser ajustada corretamente, de acordo com a necessidade do equipamento que será conectado a ela. Se a tensão for menor que a necessária, o equipamento não funcionará ou apresentará um mau funcionamento. Se a ten- são ajustada for maior, a fonte poderá dani!cá-lo. Então, para usar corretamente a fonte com saída variável, acompanhe a expli- cação: suponha que você vá testar o funcionamento de uma lâmpada incandes- cente de 12V e 1A. Nesse caso, deve seguir estes procedimentos: veri!que se a tensão de entrada da fonte corresponde à da tomada. Trata-se de um item de segurança para a própria fonte; mantenha a fonte desconectada da carga que ela irá alimentar. Esse é outro item de segurança para a carga, pois se a fonte estiver ajustada em um valor acima do necessário e for ligada acidentalmente, esta pode ser dani!cada ou comprometer o circuito; gire completamente os potenciômetros de tensão e corrente no sentido anti-horário. Esse é também um item de segurança pelos mesmos motivos apresentados no item anterior; libere a tecla de ajuste de tensão e corrente. Isso deve ser feito para facilitar o ajuste de tensão necessária à carga; 5 AMPLITUDE É o valor máximo de tensão que pode ser observado em um sinal elétrico alternado. Ele pode ser medido entre o valor zero e o máximo, conhecido como tensão de pico (Vp), ou pode ser medido entre os limites máximos negativos e positivos, conhecido como tensão de pico a pico (Vpp). 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 183 ligue a fonte; ajuste a fonte para 12V no potenciômetro de tensão; acione a tecla de ajuste de tensão e corrente para permitir o ajuste da corren- te máxima a ser fornecida; ajuste a fonte para 1A no potenciômetro de corrente; libere novamente a tecla de ajuste de tensão e a corrente para permitir que a corrente a ser mostrada no display seja aquela drenada pela carga; desligue a fonte, que é também um item de segurança. Sempre que você for usá-la, desligue-a antes de conectá-la a uma carga; conecte a lâmpada nos bornes “+” e “-“; ligue a fonte. Vale citar que, em alguns casos, a tensão da fonte sofre uma leve queda após a conexão do equipamento a ser alimentado. Por isso, é recomendável ajustar a tensão novamente com o equipamento conectado. 8.2 GERADOR DE FUNÇÕES O gerador de funções é um equipamento capaz de gerar sinais elétricos, em que é possível ajustar a frequência e a amplitude5 conforme a necessidade. Alguns equipamentos eletrônicos dependem de sinais elétricos especí!cos para funcio- nar. Como exemplo, podemos citar um ampli!cador de áudio, que recebe em sua entrada um pequeno sinal elétrico correspondente ao som e disponibiliza em sua saída um sinal elétrico com as mesmas características, porém com potência maior, ou seja, o sinal de saída corresponde ao sinal de entrada, mas agora ampli!cado. A audição humana trabalha com frequências que variam entre 20Hz e 20KHz, isso quer dizer que sofre muitas variações de frequência e amplitude, de forma que seria muito difícil comparar os sinais de entrada e saída do ampli!cador. As- sim, utilizar um microfone para realizar testes em um ampli!cador de áudio não é uma boa ideia. Para esse caso, o ideal é inserir na entrada do ampli!cador um sinal com frequ- ência e amplitude conhecida e que possuam uma boa estabilidade, ou seja, que esses valores não sofram alterações durante o teste. Para isso, existe o gerador de funções. A !gura 160 ilustra um modelo desse equipamento. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS184 Figura 160 - Exemplo de gerador de funções Fonte: SENAI-SP (2012) Acompanhe as explicações sobre esse equipamento. 8.2.1 CARACTERÍSTICAS Quando estudamos em Eletricidade sobre a corrente alternada, vimos um tipo de forma de onda: a senoidal. Além desta, um gerador de funções pode criar muitas outras, tais como: quadrada, retangular, triangular ou dente de serra. As formas de onda indicam o comportamento do sinal elétrico. A !gura 161 ilustra as formas de onda disponíveis na maioria dos geradores de função. Onda senoidal Onda quadrada Onda retangulares Onda triangular Onda dnte de serra crescente Onda dente de serra decrescente a) b) c) d) e) f ) g) Figura 161 - Formas de onda disponíveis na maioria dos geradores de função Fonte: SENAI-SP (2012) Você deverá selecionar a forma de onda mais adequada ao teste que será rea- lizado, mas não se preocupe: o procedimento de teste irá orientá-lo sobre a onda que deverá ser utilizada. Falaremos mais sobre os procedimentos de teste no ca- pítulo Validação da instalação de sistemas eletrônicos. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 185 Além da forma de onda, outras características importantes precisam ser obser- vadas. São elas: amplitude, ciclo, período e frequência. Para facilitar nosso entendimento, costuma-se chamar amplitude de “A”, ciclo de “C”, período de “T” e frequência de “F”. Para começar, observe a !gura 162. 1s T = 2s 1Vp A= 2Vpp 1 ciclo 2 ciclos 5 ciclos Figura 162 - Forma de onda quadrada, com amplitude de 2Vpp e 5 ciclos na horizontal Fonte: SENAI-SP (2012) Para ler essa !gura, observe que: a amplitude ocupa duas divisões verticais, logo: A = 2Vpp; o ciclo ocupa duas divisões horizontais, portanto: c = 2s; o período também ocupa duas divisões horizontais, logo, o período é a me- dida de um ciclo, ou seja, T = 2s. E a frequência? Você a observou? Onde ela aparece? A frequência é o inverso do período e, por isso, ela pode ser calculada da se- guinte forma: 1 f T Nesse caso, ela vale: 1 f 0,5 c / s 2 (meio ciclo por segundo) ou 0,5Hz (meio Hertz). VOCÊ SABIA? A unidade de frequência é normalizada pelo Sistema In- ternacional de unidades (SI) pelo nome “Hertz” (Hz) em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS186 Agora, veja na tabela 6, a seguir, a relação entre o número de ciclos e o período para uma determinada forma de onda. Tabela 6 - Amplitudes de tensão fornecidas por um gerador de funções CADA CICLO EM SUB'MÚLTIPLO PERÍODO EM SUB' MÚLTIPLO FREQUÊNCIA EM MÚLTIPLO 1s 1s 1s 1s 1Hz 1Hz 0,001s 1ms 0,001s 1ms 1000Hz 1KHz 0,0005s 0,5ms 0,0005s 0,5ms 2000Hz 2KHz 0,000001s 1µs 0,000001s 1µs 1000000Hz 1MHz 0,0000001s 0,1 µs 0,0000001s 0,1 µs 10000000Hz 10MHz Cada letra acima, como você já estudou em Eletricidade, tem um signi!cado: s = segundo, m = mili, µ = micro, K = quilo, M = mega. O gerador de funções possui controles que permitem o ajuste de todas essas características, ou seja, você poderá determinar a amplitude do sinal, a frequência etc. Os valores mínimos e máximos variam conforme o modelo do gerador de funções. Assim como as formas de onda, os procedimentos de testes indicarão todos os parâmetros necessários para a realização dos testes. Agora que você conhece as principais características de um gerador de fun- ções, vamos falar sobre como elas são ajustadas no equipamento. 8.2.2 PAINEL TRASEIRO O painel traseiro de um gerador de funções é idêntico ao de uma fonte de tensão: possui um conector de entrada para ser conectado à tomada, um porta- -fusível e, em alguns casos, uma chave seletora de tensão. 8.2.3 PAINEL FRONTAL Os itens que compõem o painel frontal de um gerador de funções são: display de frequência, display de tensão, ajuste de frequência, ajuste de tensão, ajuste de ciclo, formas de onda, multiplicador de frequência, divisor de amplitude, iniciali- zação, reinicialização (reset) e borne de saída. Saiba quais são esses itens e onde eles aparecem acompanhandoos números que aparecem na !gura a seguir e as respectivas explicações sobre eles. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 187 Figura 163 - Painel frontal do gerador de funções com as numerações dos itens Fonte: SENAI-SP (2012) a) Display de frequência (1) Indica os valores da frequência ajustada. b) Display de tensão (2) Mostra os valores de pico a pico da tensão ajustada. c) Ajuste de frequência (3) Ajusta a frequência. Ao girar o botão no sentido horário, a frequência aumenta e no sentido anti-horário, ela diminui. d) Ajuste de tensão (4) Regula os valores da amplitude em pico a pico da tensão de saída. e) Ajuste de ciclo (5) Ajusta a largura das amplitudes positiva e negativa das formas de ondas qua- drada e/ou triangular. f ) Formas de onda (6) Indica a forma que a onda assumirá. Quando o gerador é ligado, a forma de onda da tensão de saída é senoidal. Pressionando uma vez essa tecla, a forma de onda da tensão de saída é quadrada. Pressionando a segunda vez essa tecla, é triangular. Pressionando a terceira vez essa tecla, a forma de onda da tensão de saída volta a ser senoidal. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS188 g) Multiplicador de frequência (7) Multiplica a frequência ajustada. Quando acionada essa tecla, a frequência do sinal elétrico é multiplicada por 10. Exemplo: se a frequência foi ajustada em 500Hz, acionando uma vez essa tecla, a frequência passa para 5KHz. h) Divisores de amplitude (8 e 9) Reduzem a amplitude do sinal elétrico. Quando pressionada a tecla do item 8, a amplitude da forma de onda da tensão é dividida por 10. Exemplo: se a ampli- tude foi ajustada em 5Vpp, acionando uma vez essa tecla, a amplitude passa para 0,5Vpp. Quando pressionada a tecla do item 9, a amplitude da forma de onda da tensão é dividida por 100. Exemplo: se a amplitude foi ajustada em 5Vpp, acionan- do uma vez essa tecla, a amplitude passa para 0,05Vpp. Caso as duas teclas sejam pressionadas, a amplitude da forma de onda é divi- dida por 1000. i) Inicialização (10) Inicia a operação do gerador de funções. Para que os valores ajustados entre os itens 3 a 9 sejam válidos e apresentados nos displays 1 e 2, essa tecla deve ser acionada. j) Reinicialização (11) Faz com que todos os ajustes anteriores voltem para sua condição inicial, ou seja, altera a forma de onda para senoidal e desativa o multiplicador de frequên- cia e os divisores de amplitude. k) Borne de saída (12) Onde é conectado um cabo coaxial6 com conector BNC, contendo na saída duas garras jacaré, conforme ilustra a !gura 164. garras jacaré conector BNC Figura 164 - Cabo coaxial com conector BNC e garras jacaré Fonte: SENAI-SP (2012) 6 CABO COAXIAL É um tipo de cabo formado por um condutor central e uma malha condutora. São muito utilizados nas residências para as conexões entre as antenas e os televisores. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 189 Esse cabo é fornecido junto com o equipamento. Observe que em uma das extremidades possui um conector do tipo BNC para conectá-lo ao borne de saída. Na outra extremidade, existem duas garras do tipo jacaré. Essas garras servem para conectar o gerador de funções ao circuito em que se deseja introduzir o sinal elétrico disponibilizado pelo gerador de funções. 8.3 OSCILOSCÓPIO ANALÓGICO O osciloscópio serve para medir variações de tensão. Mas qual seria sua van- tagem em relação a um multímetro? Enquanto um multímetro indica o valor da tensão, o osciloscópio é capaz de mostrar como se comporta um determinado sinal elétrico. Vamos imaginar que precisamos medir a tensão de uma tomada de 127V. Sabemos que na tomada temos uma corrente elétrica alternada, com forma de onda senoidal. Ao fazer a medição com o multímetro, o valor indicado será o valor e!caz da tensão, pois, como sabemos, durante o ciclo de uma senoide temos diversos valores, que variam desde -179,6V até +179,6V, que são os valores de pico para uma rede de 127V. O osciloscópio não indicará o valor e!caz, e sim mostrará em sua tela a própria senoide. Assim, será possível observar os momentos em que a tensão passa pelo zero até atingir os 179,6V, voltando novamente ao zero e caindo até o seu pico nega- tivo, para então iniciar outro ciclo. Signi!ca que, em vez de ler um valor, como no multímetro, você observará detalhadamente, em forma de grá!co, o comporta- mento de uma senoide. A !gura 165 mostra a leitura de uma tomada por meio de um osciloscópio. Observe a forma de onda senoidal na tela do equipamento. Figura 165 - Medição de uma tomada utilizando osciloscópio. Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS190 A senoide, nesse caso, serviu-nos apenas de exemplo. O osciloscópio é capaz de mostrar qualquer forma de onda ou qualquer comportamento de um sinal elétrico. Agora, embora o osciloscópio sirva basicamente para medir tensão, os ajustes e divisões em sua tela permitem que se conheça o tempo de um determinado ciclo. Com isso, será possível determinar a frequência do sinal elétrico, pois como você sabe a frequência equivale ao inverso do período: , em que f é a fre- quência, e T o período. Como instalador, você poderá utilizar o osciloscópio para realizar testes ou fazer ajustes. Mas quando isso for necessário, você será orientado nos procedi- mentos de testes sobre como realizar a medição e receberá um gabarito com os valores que deverão ser lidos ou ajustados. No mercado, há modelos de osciloscópios analógicos e digitais. Embora os modelos analógicos estejam sendo substituídos gradativamente pelos digitais, eles ainda são muito utilizados. Assim, certamente você irá se deparar com um. Veja um modelo de osciloscópio analógico na !gura 166. Figura 166 - Osciloscópio analógico Fonte: SENAI-SP (2012) A seguir, falaremos sobre os osciloscópios analógicos, suas características e suas operações básicas. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 191 8.3.1 CARACTERÍSTICAS As características básicas de um osciloscópio analógico são: tensão máxima, frequência máxima, quantidade de canais e impedância de entrada. Conheça cada uma delas a partir de agora. Tensão máxima A tensão máxima indica o valor máximo de tensão que um osciloscópio pode medir. Esse valor varia conforme o modelo, mas normalmente gira em torno de 40V. Por se tratar de uma tensão relativamente baixa, alguns modelos possuem di- visores de tensão nas pontas de prova, que permitem que a tensão seja divida por 10 ou por 100, conforme o modelo. Exemplo: para medir uma senoide com tensão de pico a pico de 300V, é necessário ativar o divisor por 10 da ponta de prova. As- sim, os 300V serão reduzidos para 30V. O osciloscópio efetuará, portanto, a leitura de 30V. Como você sabe que o valor foi dividido, basta multiplicá-lo por 10 para saber o valor real. Frequência máxima É a frequência máxima de um sinal que o osciloscópio consegue medir. Ao introduzir um sinal com frequência superior à máxima, o osciloscópio não será capaz de exibir em sua tela as suas características. A frequência máxima também varia muito de um modelo para outro. A maioria dos osciloscópios possui fre- quências entre 20MHz e 100MHz. Quantidade de canais Representa a quantidade de entradas ou de sinais elétricos que um oscilos- cópio pode ler ao mesmo tempo. Um osciloscópio de dois canais, por exemplo, possui duas entradas e pode realizar duas leituras ao mesmo tempo, com sinais de características diferentes. A quantidade de canais também varia conforme o modelo. Osciloscópios de dois canais são bastante comuns. Impedância de entrada Como o osciloscópio mede tensão elétrica, assim como o multímetro, quanto maior a impedância de entrada melhor é o osciloscópio. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS192 Acompanhe, a partir de agora, as explicações sobre os controles que acompa- nham esse instrumento e que precisará conhecer para operar adequadamente com ele. 8.3.2 PAINEL TRASEIRO O painel traseiro de um osciloscópio é idêntico ao de um gerador de funções ou de uma fonte de tensão: possui um conector deentrada para ser conectado à tomada, um porta-fusível e, em alguns casos, uma chave seletora de tensão. 8.3.3 PAINEL FRONTAL Na !gura 167, você pode observar o painel frontal de um osciloscópio analógi- co com seus itens destacados por números. Figura 167 - Painel frontal de um osciloscópio analógico Fonte: SENAI-SP (2012) Acompanhe a explicação sobre cada item, sabendo que o número em parên- teses indica a localização de cada um deles na !gura 167. a) Chave liga-desliga (1) É o botão que liga e desliga o equipamento. Quando você aciona esse botão, o LED (2) com a descrição POWER acende, indicando que o osciloscópio está energi- zado. Nesse modo, após alguns segundos, deve aparecer um traço horizontal na tela. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 193 b) Controle de intensidade (3) É o controle de intensidade ou brilho com a abreviação INTEN. Podemos usar esse controle para ajustar a luminosidade do traço ou ponto na tela do osciloscópio. FIQUE ALERTA Nunca deixe o osciloscópio por um tempo longo com o ponto estacionado na tela, nem o brilho excessivo para o traço, pois isso pode danificar o fósforo usado interna- mente na tela do osciloscópio. c) Foco (4) Podemos usar esse controle, de nomenclatura inglesa focus, para deixar o tra- ço mais nítido, facilitando a leitura com mais precisão. Con!ra a sua utilidade, na !gura 168, em que observarmos um exemplo de traço fora de foco e outro com traço melhor focalizado. Figura 168 - Exemplos de traços Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS194 Observe que o traço fora do foco !ca mais espesso, di!cultando a precisão da medida, pois ocupa mais espaço entre as subdivisões; já o traço bem focalizado na tela, por ser mais !no, facilita a leitura. d) Canais O osciloscópio da !gura 167 possui dois canais com as denominações CH1 para o canal 1 e CH2 para o canal 2. Eles são usados para medir o sinal elétrico em um ponto do circuito. Para que isso ocorra, é imprescindível o uso de pontas de prova, acessórios que devem ser conectados a essas entradas. O osciloscópio vem com um par dessas pontas. Veja uma das pontas de prova que acompanham o osciloscópio na !gura 169: Figura 169 - Ponta de prova do osciloscópio Fonte: SENAI-SP (2012) e) Posição horizontal (7) Podemos encontrar esse controle com a denominação POSITION com o qual você pode deslocar horizontalmente o traço na tela. Esse controle é comum aos canais 1 e 2. f ) Posição vertical (8 e 9) Esse controle aparece com as denominações POSITION (8) para o canal 1 e PO- SITION (9) para o canal 2. Com eles, podemos deslocar o traço verticalmente na tela das seguintes formas: se você estiver usando só o canal 1 (CH1) e desejar deslocar o traço na ver- tical, basta girar o controle POSITION (8) para a esquerda ou para a direita; caso você esteja usando só o canal 2 (CH2) e queira deslocar o traço na ver- tical, basta girar o controle POSITION (9) para a esquerda ou para a direita. g) Rotação do traço (10) Com esse controle denominado trace rotation, podemos ajustar o traço hori- zontal, deixando-o em paralelo com as linhas do reticulado7. Veja, na !gura 170, o traço com uma inclinação em relação às suas linhas horizontais. 7 RETÍCULA Pequena rede. Usamos o termo reticulado para indicar que a tela do osciloscópio tem a forma de rede com 80 malhas (quadrados) chamadas de divisões. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 195 Figura 170 - Traço inclinado em relação às linhas horizontais do quadriculado Fonte: SENAI-SP (2012) Quando atuamos nesse controle, o traço !ca em paralelo com as linhas do reticulado, conforme mostra a !gura 171. Figura 171 - Traço ajustado paralelamente em relação às linhas horizontais do quadriculado Fonte: SENAI-SP (2012) Note que o traço verde ajustado paralelamente às linhas horizontais facilita a precisão na leitura da medição. h) Varredura horizontal (11) Podemos selecionar, nesse controle, cuja denominação é time/div, o valor em unidade de tempo para cada divisão horizontal desde 0,1µs até 0,5s. Observe que a tela do osciloscópio tem 10 divisões na horizontal. Nesse caso, se posicionarmos esse controle em 0,1µs (um décimo de microssegundos ou um décimo milionésimo de segundo), cada divisão valerá 0,0000001 segundos. Se posicionarmos esse controle em 1ms, cada divisão valerá 0,001 segundos, e assim sucessivamente. Veja, nas !guras 172, 173 e 174 a seguir, exemplos de um sinal de onda quadra- da com período de 1ms (um milissegundo ou um milésimo de segundo): INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS196 1ms Figura 172 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,5ms Fonte: SENAI-SP (2012) 1ms Figura 173 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,2ms Fonte: SENAI-SP (2012) 1ms Figura 174 - Controle de varredura horizontal posicionado em 0,1ms Fonte: SENAI-SP (2012) Observe que a diferença entre cada uma dessas !guras está no fato de que as larguras das formas das ondas ocupam um número maior de divisões. Isso ocorre pois, se girarmos o controle de varredura horizontal de 0,5ms até 0,2ms, a largu- 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 197 ra da onda ocupará 2,5 de divisões horizontais. Quando girarmos o controle de 0,5ms até 0,1ms, a largura da onda será multiplicada por 5. Você deve usar esse raciocínio para outros valores de divisão do controle. i) Varredura vertical (12) Podemos ajustar a varredura vertical por meio dos controles com as identi- !cações volts/div (12) para o canal 1 e volts/div (13) para o canal 2. Com esses controles, selecionamos os valores da tensão para cada divisão do quadriculado vertical da tela, desde 1mV/DIV até 5V/DIV. Como a tela do osciloscópio tem 8 divisões verticais, se você posicionar o con- trole em 1mV/DIV, o valor máximo para a amplitude do sinal a ser medido será 8mV (oito milivolts ou oito milésimos de Volt), visto que cada divisão vertical re- presenta 1mV. Se você posicionar o controle em 5V, o valor máximo será 40V, e assim sucessivamente. Veja, nas !guras 175, 176 e 177 a seguir, exemplos de um sinal de onda quadra- da com amplitude de 5Vpp (cinco Volts de pico a pico). 5V Figura 175 - Controle de varredura vertical posicionado em 1 Volt/div Fonte: SENAI-SP (2012) 5V Figura 176 - Controle de varredura vertical posicionado em 2 Volt/div Fonte: SENAI-SP (2012) INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS198 5V Figura 177 - Controle de varredura vertical posicionado em 5 Volt/div Fonte: SENAI-SP (2012) Observe que a largura não sofreu alteração nessas telas, diferentemente do- que ocorreu com a varredura horizontal. Note ainda que a amplitude diminuiu na mesma proporção do aumento do controle de varredura vertical, isto é, se o controle dobra, o número de divisões ocupadas pela amplitude cai pela metade; se o controle é multiplicado por 5, o número de divisões é dividido por 5, e assim por diante. Agora, acompanhe um exemplo: suponha que você precise medir a tensão de 30V contínuos. Nesse caso, você pode usar a ponta tanto em X1 como em X10. No entanto, para uma melhor precisão de medida, você deve escolher a posição X1. Caso a tensão que vai medir seja igual a 200V contínuos, você deve, por seguran- ça, posicionar a chave em X10 para não dani!car o osciloscópio. Veja !gura 178: 30V 30V X1 Chave em X1: 30V na ponta e 30V chegando ao osciloscópio 200V 20V X10 Chave em X10: 200V na ponta e 20V chegando ao osciloscópio Figura 178 - Utilização da chave divisora da ponta de prova Fonte: SENAI-SP (2012) Para escolher as posições X1 e X10 da ponta de prova e a posição do controle VOLT/DIV no osciloscópio, veja a tabela 7 que mostra a relação entre a tensão medida, a posição, a ponta de prova e o número de divisões. A relação entre essas informações é importante, pois contribui para que você conheça o número de divisões verticais para cada valor de tensão a ser medido. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 199 Tabela 7 - Relação Volt/div de acordo com a posição escolhida para a medição de tensão POSIÇÃO PONTA DE PROVA NÚMERODE DIVISÕES TENSÃO MEDIDA 5mV X1 3 15mV 50mV X1 1,5 75mV 1V X1 3 300mV 5V X1 6 3V 2V X1 2,5 5V 5V X10 7 350V 5V X10 4,5 225V j) Trigger (14) Para que um sinal elétrico seja exibido corretamente, o osciloscópio precisa de um sinal elétrico de referência. As con!gurações de trigger servem para indicar ao osciloscópio as con!gurações sobre esse sinal, que pode ser obtida do próprio ca- nal (CH1 ou CH2) da rede elétrica ou de uma fonte externa introduzida no borne que existe próximo aos controles de trigger. Além disso, ele pode ser automático ou ser baseado em frequências previamente determinadas, como ocorre com a con!- guração denominada TV. Na maioria dos casos,você utilizará a con!guração deno- minada auto, com sincronismo por meio de CH1. Se for necessário utilizar alguma con!guração diferente, você será orientado por meio dos procedimentos de teste. O controle denominado level permite um ajuste !no, que irá auxiliá-lo a imobi- lizar o sinal exibido na tela. Isso é necessário, pois em muitos casos o sinal tende a movimentar-se um pouco, di!cultando a leitura. k) Mode (15) Por meio desse controle, é selecionado o modo de operação do osciloscópio. Você deverá indicar se utilizará o canal 1, o canal 2, os dois ao mesmo tempo (dual) ou o modo que soma os dois canais (add). l) Tipo de entrada (16) Esse ajuste indica ao osciloscópio como ele deverá tratar o sinal de entrada que será lido. Na posição DC, o osciloscópio não faz nenhuma alteração no sinal: o sinal é exibido exatamente da forma que entrou no osciloscópio. Na posição AC, o osciloscópio ativa um !ltro que impede a entrada da parcela de tensão contí- nua. Nessa posição, dependendo do tipo de sinal que será medido, haverá uma alteração entre o que é exibido na tela e o sinal original. Isso ocorre porque o osciloscópio subtrai a parte DC do sinal de entrada. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS200 VOCÊ SABIA? Para medir a parcela de tensão contínua que está junto com um sinal alternado, basta mudar a seleção de tipo de entrada de AC para DC. Quando você faz isso, a for- ma de onda apresentada na tela se desloca para cima ou para baixo. Medindo esse deslocamento, você pode- rá determinar a parcela DC, que corresponde ao nível médio do sinal apresentado. Por !m, quanto à posição GND, você a utilizará para interromper a medição. Nessa posição, o osciloscópio !ca desacoplado do sinal de entrada, de forma que mesmo que exista um sinal na entrada, nada será exibido na tela. Essa con!gura- ção é muito útil para que você possa posicionar o traço ou ponto no local inicial de sua preferência, que será equivalente ao valor zero. No tópico a seguir, você conhecerá as características e a funcionalidade do osciloscópio digital. 8.4 OSCILOSCÓPIO DIGITAL Os osciloscópios digitais têm a mesma !nalidade dos osciloscópios analógicos, porém com muitas vantagens. Dentre elas, podemos citar seu tamanho e peso reduzidos e algumas facilidades, como a gravação das leituras para posterior con- ferência. Além disso, enquadrar um sinal na tela é muito mais simples. Enquanto que num osciloscópio analógico é necessário fazer alguns ajustes, como base de tempo e tensão por divisão, um osciloscópio digital faz tudo isso ao acionar ape- nas um botão. A !gura 179 ilustra um modelo de osciloscópio digital. Figura 179 - Osciloscópio digital Fonte: SENAI-SP (2012) 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 201 Como a forma de interpretação interna do sinal é diferente, além das caracte- rísticas que mostramos para um osciloscópio analógico, os digitais possuem al- gumas outras, que indicam a superioridade de um modelo em relação ao outro. Conheça a partir de agora essas características. 8.4.1 CARACTERÍSTICAS Os osciloscópios digitais também são diferenciados pela frequência de opera- ção, tensão máxima, impedância de entrada e quantidade de canais. Ocorre que, além dessas características, existem outras que servem como parâmetro para indi- car quando um modelo é mais avançado que outro e quais suas limitações. São elas: taxa de amostragem, quantidade de memória e resolução vertical. Acompanhe. Taxa de amostragem Para exibir uma forma de onda na tela, por mais linear que possa parecer um traço, ele é na verdade, constituído por milhares de pontos. Esses pontos são obti- dos como se fossem várias fotogra!as, e a distância entre eles é tão pequena que não conseguimos notar. Quanto mais amostras um osciloscópio é capaz de fazer em um segundo, melhor a qualidade do instrumento. Essa velocidade é conheci- da como taxa de amostragem, ou, em inglês, samples per second (Sa/sec). Assim, um osciloscópio de 1 G Sa/sec é capaz de captar 109 amostras por segundo. Pode parecer muito, mas se você lembrar que um osciloscópio pode ler frequências de 100MHz ou mais, dependendo do modelo, dá pra ter uma noção do quanto ele deve ser rápido para ser capaz de captar com precisão sinais dessa natureza. Quantidade de memória Embora a maioria dos fabricantes enfatize muito a taxa de amostragem, a quan- tidade de memória também é um item muito importante. Conforme falamos, uma imagem é formada por várias amostras. É necessário que o osciloscópio seja capaz de armazenar a maior quantidade possível de pontos, pois quanto mais pontos fo- rem exibidos, mais exata será a representação do sinal na tela. Portanto, quanto maior a quantidade de memória, melhor a qualidade do equipamento. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS202 Resolução vertical Um osciloscópio digital precisa converter o sinal de entrada, que é analógico, para um valor correspondente digital. Quanto maior for o número de bits, melhor será a qualidade do equipamento. Atualmente, a maioria deles trabalha com re- solução de 8bits. Agora que você conhece as principais características, veremos um modelo de osciloscópio digital e as funcionalidades dos controles que acompanham seus painéis. 8.4.2 PAINEL TRASEIRO O painel traseiro de um osciloscópio digital é muito semelhante ao painel tra- seiro dos equipamentos que vimos até agora. Alguns modelos podem conter co- nectores que permitem a interligação com computadores ou outros dispositivos. Devido às especi!cidades de cada modelo, você deverá recorrer ao manual do fabricante para obter mais informações sobre o equipamento que irá utilizar. 8.4.3 PAINEL FRONTAL Apresentaremos os controles básicos de um painel frontal que são essenciais para a operação desse equipamento. Algumas con!gurações são especí!cas de cada modelo e, por isso, não as abordaremos neste momento. Para obter as infor- mações sobre todos os recursos, você deverá consultar o manual do fabricante. Agora, observe, na !gura 180, o painel frontal de um osciloscópio digital. Figura 180 - Painel frontal de um osciloscópio digital Fonte: SENAI-SP (2012) 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 203 Acompanhe a explicação sobre os controles do painel frontal do osciloscópio, sabendo que os números entre parênteses indicam a localização do item na !gura. a) Save / Recall (1) Com esse botão, você pode salvar (acionando o botão) ou recuperar (liberan- do o botão) uma sequência de ajustes feitos para a medição de um sinal. b) Utility (2) Quando você acionar esse botão, aparecerão as informações dos módulos instalados no osciloscópio. Por exemplo, os canais 1 e 2 fazem parte do módulo vertical. c) Measure (3) Com esse botão, você pode observar o menu de medidas automáticas. d) Cursor (4) Quando pressionar esse botão e girar um dos controles 8 e 9, surgirão duas linhas pontilhadas que mostram os valores da amplitude em relação ao terra e tempo em relação à origem. e) Acquire (5) Com esse botão, obtemos o menu de aquisição de dados. f ) Display (6) Acionando esse botão, temos o menu de display. g) Help (7) Pressionando esse botão, obtemos o menu de ajuda sobre os controles. h) Default setup (8) Pressionando esse botão, ajustamos o instrumento para medições básicas. i) Autoset (9) Com esse botão, você ajusta automaticamente os controles para queo sinal seja apresentado na tela. Assim, os ajustes de tempo de tensão são alterados au- tomaticamente para garantir a melhor forma de exibição do sinal na tela. Eviden- temente, você poderá fazer algum ajuste para adequar o sinal da forma que lhe for mais conveniente, mas sem dúvidas esse botão ajuda bastante. j) Run / Stop (10) Acionando esse botão, você inicia a aquisição da forma de onda do sinal. k) Single / Seq (11) Acionando esse botão, você !xa a forma de onda do sinal na tela. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS204 l) Print (12) Com esse botão, podemos imprimir a !gura do sinal medido em uma impres- sora ou salvá-la em um pendrive. m) Action button menu boxes (13 a 17) Se você acionar um desses botões, o nome da ação será mostrado na tela. Por exemplo, você pode usar os dois últimos (16) (17) para aumentar ou diminuir a iluminação da tela. Então, o que achou dos osciloscópios digital e analógico? Como explicado an- tes, eles podem ser muito úteis na observação das variações de tensão em um componente do circuito que são representadas em formas de ondas, por isso, lembre-se sempre do que aprendeu neste tópico. SAIBA MAIS Para conhecer mais sobre alguns modelos de osciloscópios di- gitais e comparar suas características, acesse os seguintes sites: <http://www.fluke.com/Fluke/brpt/products/category.htm?c ategory=SCM(FlukeProducts)> <http://www.tektronixbrasil.com.br/osciloscopios/> <http://www.minipa.com.br/modelos.aspx?ID_Sub_ Categoria=2><http://www.home.agilent.com/agilent/pro- duct.jspx?nid=-536902447.0.00&lc=por&cc=BR>. CASOS E RELATOS Candidatos a uma vaga de técnico em eletroeletrônica O chefe do departamento de manutenção de uma empresa recebeu alguns candidatos para a ocupação de uma vaga de Técnico em Eletro- eletrônica. Tendo como objetivo veri!car se eles sabiam usar o osciloscó- pio, pediu aos candidatos que medissem alguns sinais elétricos para de- terminar sua forma de onda, amplitude e frequência. Muitos candidatos já haviam demonstrado conhecimento sobre o as- sunto em uma prova teórica, realizada poucos dias antes. Por essa razão, estavam con!antes para essa nova etapa. 8 EQUIPAMENTOS E INSTRUMENTOS 205 O que muitos não esperavam é que o osciloscópio disponibilizado fosse do tipo analógico. A maioria dos candidatos sequer conseguiu localizar o traço ou ponto na tela, pois não conheciam o su!ciente sobre os con- troles desse equipamento. Num osciloscópio analógico, é possível esconder o traço ou ponto por meio de controles básicos de operação, como posicionamento vertical, horizontal, base de tempo e foco. Embora seja fácil localizá-lo, é muito comum que as empresas adotem esse procedimento, pois assim podem identi!car os candidatos que não têm o conhecimento necessário para operar esse instrumento. Ocorre que Paulo, um dos candidatos, tinha muita habilidade no uso desse tipo de osciloscópio e se saiu muito bem na prova. Conclusão: foi contratado para a vaga. RECAPITULANDO Neste capítulo, vimos que: as fontes de tensão podem ter saída !xa, que fornece só um valor de tensão nos bornes de saída, tais como uma pilha de 1,5V ou uma bate- ria de 12V; e as fontes também podem ter saída variável, que fornece todos os valores possíveis entre dois limites especi!cados, como: uma fonte variável com a especi!cação 0 – 12V que pode fornecer todos os valores de tensão entre 0V e 12V; o gerador de funções é um equipamento capaz de fornecer sinais elé- tricos com diversas formas de onda. Ele deve ser usado quando pre- cisarmos testar componentes ou placas de circuito impresso com uma determinada forma de onda de amplitude e frequência predetermi- nadas; o osciloscópio é um equipamento útil no teste de circuitos eletrônicos e na observação de variações de tensão em um componente do cir- cuito em formas de ondas. 9 Validação da instalação de sistemas eletrônicos Tão importante quanto a instalação de um sistema eletrônico é sua validação, que nada mais é do que a garantia, documentada por meio de um relatório, de que o sistema está fun- cionando perfeitamente. Além disso, a validação registra em detalhes os casos de insucesso, que incluem eventuais rejeições ou problemas enfrentados no procedimento de instalação, com o objetivo de promo- ver estudos para a melhoria do processo. É sobre aspectos relacionados à validação de sistemas eletrônicos que estudaremos a partir de agora. Assim, ao ! nal deste capítulo, você terá subsídios para: realizar testes de acordo com as orientações contidas em um projeto de instalação de sistemas eletrônicos; identi! car e corrigir possíveis falhas, em razão do procedimento de instalação; produzir relatórios que registram todo o processo de instalação e validação de um sistema. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS208 9.1 COMISSIONAMENTO Comissionamento é o nome dado ao procedimento de testes como um todo. Quando falamos em testar um equipamento qualquer, a primeira coisa que nos vem à cabeça é que devemos veri!car se ele está funcionando. Essa é a ideia do comissionamento. Mas para veri!car realmente se um equipamento está funcio- nado, não basta apenas ligá-lo, é necessário: a) realizar medições em pontos estratégicos, que são indicados na rotina de testes; e b) realizar testes em todas as funções ou recursos que ele possui. Cada detalhe desses procedimentos é documentado a !m de que o responsá- vel pelo comissionamento não se esqueça de nada. Como recompensa, podere- mos entregar ao cliente um equipamento con!ável, garantindo sua satisfação e evitando custos. Para compreender melhor o processo de comissionamento, vamos descrever em detalhes cada um dos passos que você, como instalador, deve seguir. São eles: medições e ajustes; funcionamento de acordo com o projeto; identi!cação e cor- reção de possíveis falhas. 9.1.1 MEDIÇÕES E AJUSTES O primeiro passo para a realização do comissionamento é a veri!cação de al- gumas medições e a realização de ajustes que se !zerem necessários. As medi- ções são realizadas em pontos estratégicos da PCI que são determinados pelo projetista. Como exemplo, podemos citar a medição de uma tensão sobre um de- terminado componente. Mesmo que o sistema esteja funcionando, uma tensão incorreta sobre um ponto de teste pode indicar um problema no futuro. Suponha que, em determinado local do circuito, a tensão correta seja de 5V, e, ao medir, você obtenha um valor de 6,8V. Observe que mesmo sendo essa tensão superior à especi!cada, pode não ser su!ciente para causar um problema nas fun- ções do sistema. Porém, pode fazer com que algum componente trabalhe além do seu limite, provocando danos após algum tempo de funcionamento. Por essa razão, as medições podem ser tão importantes quanto os testes que veri!cam as funções do sistema. As medições que devem ser realizadas variam conforme o projeto. Há sistemas em que não há necessidade de tais testes. Em outros, porém, pode haver vários pontos. Dentre as medições possíveis, podemos citar a veri!cação de níveis de tensão, formas de onda (por meio de um osciloscópio), frequência etc. O local e o valor de cada medição estarão devidamente especi!cados de modo que seja bastante simples realizar o procedimento. 9 VALIDAÇÃO DA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 209 Há casos, ainda, que envolvem ajustes e que geralmente são realizados por meio de trimpots ou capacitores variáveis. No exemplo anterior, em que a tensão correta deveria ser de 5V e obtivemos 6,8V, pode existir algum ajuste que possi- bilite alterar a tensão, permitindo chegar nos 5V que desejamos. Quando for o caso, a forma de executar o ajuste deverá estar devidamente especi!cada nos procedimentos de rotina de trabalho. Exemplo: “meça a tensão no ponto de teste A e ajuste o trimpot R10 até que a tensão seja de 5V”. Nesse caso, sabemos que a tensão correta, no ponto de teste A, é de 5V e que o trimpot R10 permite ajustar o nível de tensão até que o valor correto seja obtido. FIQUE ALERTA O uso de chaves metálicas paraalguns tipos de ajustes em trimpots ou capacitores variáveis pode causar alte- rações nos valores obtidos durante o ajuste. Assim, para que esse efeito indesejado não ocorra, em todos os tipos de ajustes, a utilização de chaves plásti- cas é uma boa prática. Existem, ainda, procedimentos de testes que são realizados por meio de equi- pamentos especí!cos para esse !m. São conhecidos por diversos nomes, dentre eles: banco de provas, unidade de testes, estação de testes e, talvez o mais co- mum, giga de testes. São especí!cos porque são projetados sob medida para o sistema eletrônico que precisa ser veri!cado. A vantagem de utilizar uma giga de testes é que, uma vez conectado ao siste- ma eletrônico que será veri!cado, vários itens são testados de uma só vez. Em vez de realizar várias medições individualmente, a giga de testes é capaz de fazê-las de uma só vez, indicando, assim, todos os valores envolvidos. Há gigas de testes mais so!sticadas, que são computadorizadas. Não apenas indicam os valores me- didos, mas também decidem se o sistema eletrônico está aprovado ou não, o que, além de facilitar o trabalho de veri!cação, evita erros humanos. Como instalador de sistemas eletrônicos, o seu trabalho será realizar as me- dições e os ajustes exatamente como especi!cados, seja manualmente ou por meio de uma giga de testes. Caso não haja nenhuma especi!cação sobre isso no projeto, signi!ca que tais procedimentos não são necessários. 9.1.2 FUNCIONAMENTO DE ACORDO COM O PROJETO O segundo passo é veri!car se o funcionamento do sistema eletrônico está em conformidade com o projeto. A veri!cação vai além da funcionalidade básica do sistema. Vejamos um exemplo utilizando um televisor: a função básica desse aparelho é reproduzir imagem, mas o teste não deve se limitar a isso. É neces- INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS210 sário veri!car se ele é capaz de sintonizar 90 canais; se o botão de volume está funcionando adequadamente entre os níveis 0 e 100; se a função sleep desliga o televisor no momento programado etc. Note que é necessário testar todos os outros recursos desse aparelho, além de suas funções básicas, esgotando, assim, as possibilidades de erros nas funções do sistema. Em geral, deverá haver um documento que contenha a descrição de todos os testes que precisam ser realizados. O objetivo é garantir que nenhum procedi- mento deixe de ser executado por esquecimento. Além disso, cada um dos testes é registrado, de forma que se tenha um histórico de tudo o que foi feito. Nova- mente, vale dizer que não existe um padrão de documento e que cada empresa pode adotar um, a seu critério, mas uma boa prática é a realização de testes por meio de um checklist, ou lista de veri!cações, em português. O checklist traz a sequência de todos os itens que precisam ser veri!cados e permite que você assi- nale em cada um deles se o teste foi concluído com sucesso ou não. A !gura a seguir ilustra um exemplo de checklist. Ele possui apenas alguns itens, que servem para ilustrar a ideia dessa lista, mas na prática haverá a quanti- dade de testes que for necessária. ROTINA DE TESTES PARA TELEVISOR MODELO X-10 OK TESTE Sintonia dos canais ( canais 0 a 90) Ajuste de volume ( nível 0 a 100) Função sleep 15 minutos Função sleep 30 minutos RESULTADO: Aprovado ( ) Reprovado ( ) OBSERVAÇÕES: RESPONSÁVEL: Figura 181 - Checklist para testes de comissionamento Fonte: SENAI-SP (2012) 9 VALIDAÇÃO DA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 211 9.1.3 IDENTIFICAÇÃO E CORREÇÃO DE POSSÍVEIS FALHAS Até aqui, realizamos as medições e os ajustes necessários e veri!camos se to- das as funções que o sistema eletrônico oferece estão funcionando conforme a especi!cação do projeto. Mas e quando alguma coisa dá errado? Se o sistema eletrônico for reprovado em qualquer um dos testes, cabe ao instalador veri!car se todos os procedimentos de instalação foram realizados corretamente. Além disso, é importante veri!car a integridade das trilhas da PCI. O procedimento de veri!cação de falhas se resume aos seguintes passos: ligação dos plugs e conecto- res, posição e polaridade dos componentes, qualidade da solda e integridade da PCI. Vejamos cada um deles. Plugs e conectores: quase todos os sistemas eletrônicos possuem plugs e conectores para interligação, como, por exemplo, um cabo de força. Caso o sistema possua conexões externas, veri!que se todas estão ligadas correta- mente, conforme especi!cado no projeto. Posição e polaridade dos componentes: componentes instalados em lo- cal incorreto ou com a polaridade invertida certamente irão comprometer o funcionamento do sistema eletrônico. Por isso, veri!que se todos os com- ponentes estão instalados no local correto e com a polaridade adequada. Atenção para os encapsulamentos que são compartilhados por vários tipos de componentes. Um transistor pode ser facilmente confundido com um re- gulador de tensão, por exemplo. Qualidade da solda: veri!que a qualidade das soldagens. Lembre-se de que uma solda fria pode ocasionar problemas na conexão elétrica entre o com- ponente e a PCI. Uma boa prática é realizar testes de continuidade entre o terminal do componente e um ponto próximo a que ele esteja interligado na PCI. A ausência de continuidade pode sinalizar um problema na solda; Integridade da PCI: problemas no processo de fabricação da PCI ou excesso de temperatura durante a soldagem podem ocasionar em trilhas defeituo- sas. Pode haver uma interrupção elétrica das trilhas defeituosas, de forma que a interligação entre dois pontos seja comprometida. A melhor forma para veri!car esse tipo de problema é fazer uma inspeção visual, com auxílio de uma lupa. Testes de continuidade entre dois pontos na PCI também po- dem ajudar na identi!cação dessas interrupções. Em PCIs de dupla face ou multicamadas, pode haver problemas na metalização de alguns furos. Assim, você poderá realizar testes de continuidade para veri!car isso também. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS212 Para os casos em que houver problemas de trilha interrompida, podemos cor- rigi-la adicionando uma pequena quantidade de solda para garantir a conexão elétrica no ponto de interrupção. Para o caso de problemas em furos metalizados, é possível inserir um pequeno pedaço de !o, de modo que atravesse o furo. Ao soldar o !o em ambos os lados da PCI, você estará restabelecendo a conexão elé- trica do furo metalizado. Vale lembrar que problemas de fabricação, que causem interrupções em trilhas ou falhas na metalização dos furos, não são frequentes e podem indicar uma PCI de má qualidade. Mas e se após todas as veri!cações o problema continuar? Nesse caso, o proce- dimento dependerá de cada empresa, em função do custo do sistema eletrônico. Há casos em que o sistema é simplesmente descartado, pois o custo do retraba- lho pode ser maior que produzir uma unidade nova. Em outros casos, o sistema é encaminhado para o setor de manutenção ou um setor especí!co para esse !m. O objetivo é pesquisar e solucionar o defeito para evitar o descarte. Como instalador, você deverá ter esgotado todas as possibilidades citadas an- tes de rejeitar o sistema eletrônico. Depois disso, o procedimento de comissiona- mento está concluído. 9.2 RELATÓRIOS Os relatórios são documentos que fazem parte do processo de validação. Eles têm basicamente dois objetivos: fornecer informações sobre o comissionamento para identi!car melhorias no projeto e certi!car a aprovação ou reprovação do sistema no processo de validação. Falaremos um pouco sobre cada uma das situ- ações. Durante o comissionamento, falamos sobre o checklist, que traz a sequência de testes realizados e indica o resultado dessas avaliações. O checklist preenchido é um dos relatórios que fazem parte do processo de validação. Por meio desse documento, é possível analisar os dados de todos os sistemas e gerar estatísticas sobre os seus pontos fracos. O estudo dessas informações permite que sejam re- alizadas melhorias no projetoou no processo de instalação. Assim, cabe a você, como instalador, preencher adequadamente o relatório, pois suas informações são fundamentais para a melhoria da qualidade do processo. Além disso, quando um sistema eletrônico é aprovado, é necessário haver um registro sobre todos os testes aos quais foi submetido, além da identi!cação do técnico responsável por eles. Portanto, não basta ter realizado os testes, é preciso documentá-los. Somente assim o procedimento de validação estará concluído. 9 VALIDAÇÃO DA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 213 Em algumas empresas, o checklist também pode funcionar como relatório !nal de validação, pois ele contém a informação do processo de comissionamento, a cer- ti!cação de que o sistema foi aprovado e a identi!cação do responsável pelos tes- tes. Em alguns casos, pode haver relatórios separados para isso. Tudo depende da política da empresa e, como já dissemos, não existe um padrão sobre o conteúdo especí!co de cada relatório ou mesmo sobre a quantidade de relatórios produzidos. Podem existir, ainda, relatórios especí!cos para registrar informações sobre a rejeição do sistema eletrônico. Além das informações sobre os testes, esse relató- rio traz informações especí!cas sobre os procedimentos adotados para tentar so- lucionar a falha detectada. Essa é uma garantia de que todas as possibilidades de solução para o problema foram esgotadas. Tais informações também são úteis no processo de melhoria da qualidade do processo, pois pode ser possível identi!car alguma oportunidade de correção de falhas. VOCÊ SABIA? Nas empresas que trabalham com padrão de qualidade baseado na NBR ISO 9001, os relatórios de validação fazem parte do sistema de gestão de qualidade, ou seja, além de padronizados, eles são auditados com fre- quência. A auditoria é uma espécie de fiscalização, que verifica se a empresa está cumprindo todos os procedi- mentos de qualidade. SAIBA MAIS Mais informações sobre a certificação NBR ISO 9001 podem ser obtidas por meio deste site: <http://www.inmetro.gov.br/ qualidade/docOrientativo.asp>. Concluindo, vimos que não existe um padrão de relatório, mas como instala- dor, o que você precisa saber é que todos os procedimentos executados durante o comissionamento devem ser minuciosamente relatados, incluindo os que fo- ram adotados a !m de solucionar as falhas, quando existirem. Por !m, um relató- rio irá garantir se o sistema eletrônico foi aprovado ou rejeitado. INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS214 CASOS E RELATOS O custo da qualidade Após alguns meses de estudo, uma nova empresa resolveu entrar no competitivo mercado de alarmes de residências, produzindo centrais eletrônicas. Segundo o estudo feito, o preço seria uma questão impor- tante para a empresa se estabelecer no mercado. Na composição desses valores, veri!cou-se que eles eram maiores que os praticados pela con- corrência e que os investimentos no setor de validação contribuíam, e muito, para o preço elevado. Eram investimentos em funcionários e equi- pamentos especializados para os testes de validação, bem como a im- plantação de um sistema de qualidade baseado na NBR ISO 9001. Ainda assim, experientes, os sócios resolveram apostar no negócio e !zeram os investimentos necessários. O produto foi lançado e, como previsto, os preços eram mais altos que os dos concorrentes. O volume de vendas não ia tão bem. Mesmo assim, a empresa continuava com a política de qualidade idealizada pelos sócios. Em pouco tempo, mês a mês, as vendas foram aumentando e, após um ano, a empresa era líder de vendas. Com isso, os sócios conseguiram esta- belecer um preço similar ao que era praticado pelos concorrentes. Como isso foi possível? Segundo os sócios, os investimentos em quali- dade puxaram os preços para cima, inicialmente. Após algum tempo, os clientes perceberam que o produto era muito con!ável e que, ainda por cima, durava mais que os produtos da concorrência. Assim, passaram a indicar o produto para amigos e familiares, aumentando cada vez mais a quantidade de clientes da empresa. A queda nos preços se deu em função do baixo custo de retrabalho na produção e assistência técnica com equipamentos em garantia. O que foi investido em qualidade trouxe uma economia em pouco tempo. Veri!caram, então, que os custos da qualidade, que estão diretamente ligados à validação do produto, são na verdade investimentos, que se traduzem em um produto melhor, o que certamente atrai mais clientes. 9 VALIDAÇÃO DA INSTALAÇÃO DE SISTEMAS ELETRÔNICOS 215 RECAPITULANDO O processo de validação consiste na realização de testes que garantem o pleno funcionamento de um sistema eletrônico e na produção de relatórios para documentar os procedimentos realizados. O conjunto de testes, conhecido como comissionamento, basicamente consiste em testes de medições, ajustes e veri!cação do funcionamen- to do sistema, conforme o projeto. As etapas ocorrem por meio de um checklist, que lista todos os testes que deverão ser executados. Para cada teste haverá um campo para indicar sua respectiva aprovação ou rejeição. Após o comissionamento, o processo de validação é concluído por meio de relatórios que, além de registrar os testes executados durante o comis- sionamento, trazem informações sobre a aprovação ou rejeição do sis- tema eletrônico com a devida identi!cação do responsável pelo sistema de validação. Com este capítulo, encerramos o livro de Instalação de Sistemas Eletrôni- cos. Esperamos que os estudos realizados até aqui tenham contribuído para a sua formação de Técnico em Eletroeletrônica. REFERÊNCIAS ALMEIDA, José Luiz Antunes de. Dispositivos semicondutores – Tiristores. 1. ed. São Paulo: Érica, 1996. MARQUES, Angelo Eduardo B. Marques; CRUZ, Eduardo Cesar Alves; CHOUERI JÚNIOR, Salomão. Dispositivos semicondutores: diodos e transistores. 2. ed. São Paulo: Érica, 1996. STRAUSS, Dr. Ing Rudolph. SMT soldering handbook. EUA: Newnes, 1998. SENAI-SP. Soldagem e dessoldagem de dispositivos elétricos. São Paulo, 2003. (mimeo). WISWANADHAM, Puliganda; SINGH, Pratap. Failure modes and mechanisms in electronic.EUA: Chapman & Hall, 1998. SITES NA INTERNET ANGLIA. The capacitor book. Disponível em: <http://www.anglia.com/literature/passiveBooks/ CapacitorBookDownload.pdf>. Acesso em: 23 mar. 2012. ______. The inductor book. Disponível em: <http://www.anglia.com/literature/passiveBooks/ inductorBookView.pdf>. Acesso em: 23 mar. 2012. ______. The resistor book. Disponível em:<http://www.anglia.com/literature/passiveBooks/ resistorBookView.pdf>. Acesso em: 23 mar. 2012. Freudenrich, Craig Ph.D. Como funcionam os diodos de emissão de luz orgânicos (OLEDs). Tradução de: How Stu2 Works Brasil. Disponível em: <http://eletronicos.hsw.uol.com.br/led- organico-oled.htm>. Acesso em: 18 abr. 2012. CETESB-SP. Manual de produtos químicos. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/ gerenciamento-de-riscos/emergencias-quimicas/258-manual-de-produtos-quimicos>. Acesso em: 16 fev. 2012. SOLDAS BEST. Técnicas de soldagem. 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Na Kria Tecnologia, desen- volveu integração de equipamentos eletroeletrônicos e softwares de gestão e controle, visando à comunicação de equipamentos da área de automação comercial, industrial e equipamentos de inteligência para rodovias (ITS) com os softwares para operação e gestão das informações dispo- nibilizadas por esses equipamentos. Atua como docente na área de Eletrônica no SENAI-SP desde 2011 e, atualmente, integra a equipe de Eletroeletrônica no desenvolvimento de cursos do Pro- grama Nacional de Oferta de Educação Pro!ssional na modalidade a distância (PN-EAD SENAI). Jair Pereira da Silva Engenheiro Eletricista, Técnico em Eletrônica e Especialista em Matemática e Estatística. Mestran- do em Engenharia Elétrica. Atuou como Analista de Semicondutores na Philips do Brasil, de 1979 a 1990. Lecionou, no SENAI-SP, em cursos de Aprendizagem Pro!ssional e Técnico, ministrando aulas de Eletrônica Analógica, Digital e de Potência; Eletricidade, Instalações Elétricas, Gestão pela Qualidade e Relações Humanas, de 1990 a 2010. Atualmente, leciona na Universidade Cruzeiro do Sul, nos cursos de Engenharia Elétrica e Mecânica, ministrando aulas de Circuitos Eletrônicos, Ele- trônica Digital e Cálculo Diferencial e Integral. Colaborou no desenvolvimento de conteúdos dos livros didáticos de Instalação e Manutenção de Sistemas Eletrônicos que integram o Programa Nacional de Oferta de Educação Pro!ssional na modalidade a distância (PN-EAD SENAI). ÍNDICE A Amplitude 182 Artefatos 22 C Cabo coaxial 188 Carga 180 Chave seletora de tensão 176 Código ONU 28 D Dopagem 134 E Encapsulamento 72 Epóxi 110 F FISPQ (Ficha de Informações de Segurança de Produto Químico) 28 Fusível 178 I Impacto ambiental 28 Interferância eletromagnética 128 O Oxidação 30 R Retícula 194 Reti!cador 136 S Solução fotossensível 28 Substrato 152 T Tensão da tomada 176 SENAI ! DEPARTAMENTO NACIONAL UNIDADE DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA ! UNIEP Rolando Vargas Vallejos Gerente Executivo Felipe Esteves Morgado Gerente Executivo Adjunto Diana Neri Coordenação Geral do Desenvolvimento dos Livros SENAI ! DEPARTAMENTO REGIONAL DE SÃO PAULO Walter Vicione Gonçalves Diretor Regional Ricardo Figueiredo Terra Diretor Técnico João Ricardo Santa Rosa Gerente de Educação Airton Almeida de Moraes Supervisão de Educação a Distância Cláudia Benages Alcântara Henrique Tavares de Oliveira Filho Márcia Sarraf Mercadante Coordenação do Desenvolvimento dos Livros Carlos José Pereira Ferreira Jair Pereira da Silva Elaboração Cleber de Paula Revisão Técnica Marianka de Souza Gonçalves-Santa Bárbara Design Educacional Alexandre Suga Benites Juliana Rumi Fujishima Leury Giacomeli Ilustrações Alexandre Suga Benites Juliana Rumi Fujishima Tratamento de imagens Delinea Tecnologia Educacional Produção de Material Didático Charlie Anderson Olsen Larissa Kleis Pereira Margarete Lazzaris Kleis Thiago Kleis Pereira Diretoria Executiva Andreza Regina Lopes da Silva Coordenação de Projeto Laura Martins Rodrigues Coordenação de Design Andréia Borges Minsky Daniela Piantola Elaine Monteiro Seidler Érica Martins Valduga Revisão Ortográ!ca e Gramatical Karina Silveira Diagramação i-Comunicação Projeto Grá!co