PICLISTBR REVISTA PICLISTBR

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1 Construindo uma Sonda Lógica Layout de Placa de Circuito Impresso Medidor da E.S.R. de Capacitores Osciloscópio LCD e Capacímetro Lâmpada de LEDs Automação Industrial Controle de Qualidade na Indústria Tabelas úteis e muito mais... tos n e m u r t s In e d A Fonte PICLISTBR eito Entenda o conc rojeto p o e h n a p m o c ea passo a passo

2 PICLISTBR REVISTA PICLISTBR PRIMEIRA EDIÇÃO MAIO 2009 Eletrônica Eletricidade Mecânica Microcontroladores Comunicação Wireless Projetos Bancada Equipamentos Ferramentas Hardware Software Artigos e comentários dos membros integrantes do grupo PICLISTBR BR ESTAMOS DE PARABÉNS. Finalmente nasceu a esperada Revista PICLISTBR, com esforço e colaboração de muitos do grupo PICLISTBR, que existe há diversos anos como Lista de Distribuição de s sobre Eletrônica na Internet. A função dessa revista é promover a difusão da técnica, conhecimento, método e instrução. O surgimento dessa revista não podia deixar de ser, visto a concentração de enorme conhecimento e capacidade técnica nesse grupo. A participação de todos é voluntária e sem fins lucrativos, assim sendo não é nossa intenção infringir nenhum direito autoral, caso isso ocorra pedimos sinceras desculpas. Nessa primeira edição estamos realmente inaugurando algo que não sabemos fazer direito, mas prometemos melhorar a cada nova publicação. Tentaremos manter nessa revista um resumo do que foi discutido no grupo desde a última edição, bem como novos assuntos, projetos, circuitos, kits, construções, aulas, dicas, tabelas, etc. Participe!!! A Revista PICLISTBR é editada e produzida por membros do grupo PICLISTBR, lista de distribuição de s existente no googlegroups, URL: BR, para entrar em contato conosco ou enviar matéria a ser publicada na revista, envie para revistapiclistbr@googlegroups.com. Ano 1 Volume 1 Maio de Nesta Edição Nossas Gavetas... 1 Direto da China... 1 Quente Quente Quente... 2 Construindo uma Sonda Lógica... 3 Layout de PCI... 4 Um Medidor de ESR para Capacitores... 4 Oportunidades Internacionais... 7 Lâmpada de LEDs... 9 Entrevista Controle de Qualidade na Indústria Automação Industrial Fonte de Instrumentos PICLISTBR Tabela PICLISTBR Fornecedores Tabela PICLISTBR ASCII Capa da Revista: Reginaldo Duarte Revisão: Carmo Munhoz e Rubio Seja você também um autor de matérias dessa revista e concorra a prêmios de reconhecimento dos leitores. A cada 6 edições faremos uma votação popular das melhores matérias e os autores receberão um prêmio surpresa. Anualmente votaremos a melhor matéria do ano, com um prêmio ainda mais especial. As matérias poderão ter de meia a seis páginas, abranger a área técnica eletrônica que poderão ser: análise de circuitos, projetos e construções eletrônicas, uso de ferramentas, pequenas ferramentas produzidas em casa, entrevista com profissional da área, dicas e macetes, técnica de medição e produção, novidades em eletrônicas e tecnologia, software, hardware, experiências, soluções, etc. Participe Já. Envie seu material para revistapiclistbr@googlegroups.com. NOSSAS GAVETAS Por Wagner Lipnharski Orlando Florida. Abrindo as gavetas, percebemos a quantidade de objetos que guardamos ao longo dos anos. Do fundo da gaveta surgem coisas esquecidas, que foram muito importantes para não jogarmos fora na última limpeza. Existe um pouco de tudo e obviamente aquela lente de óculos ali solta junta à caixa vazia, o pedaço de cortiça e os 32 parafusos, devem ter tido uma importância muito grande, mas é claro que não mais lembramos o motivo de estarem ali, nem quando foi isso. Esse emaranhado de coisas causa certo desconforto ao buscar o lápis, a régua, mas nos acostumamos a elas. Da mesma forma também guardamos coisas nesse baú invisível que arrastamos durante a vida, desde rancores, manias, vícios, teimosias, etc., e que não sabemos ao certo o motivo de estarem ali e por que convivem conosco no dia-a-dia e influenciam tanto a nossa vida. Também nos acostumamos a elas. De vez em quando limpamos as gavetas da mesa. Deveríamos aproveitar e também limpar esse baú invisível, jogar fora os entulhos e transtornos, abrir espaço, ventilar, reciclar. A criação dessa revista é uma forma de reciclar, é uma revolução, estamos organizando o comportamento técnico-científico do grupo, dando forma e conteúdo. Apesar da concorrência torcendo contra, crescemos, ganhamos espaço e uma identidade cada vez maior e melhor. Com certeza demos um passo à frente. DIRETO DA CHINA Por Wagner Lipnharski Orlando Florida. Hoje a Internet e o cartão de crédito nos permitem comprar de todo canto do mundo, na verdade inclusive do outro lado do planeta, da China. Muitas lojas virtuais vendem de tudo, por preços imbatíveis. Compram-se de tudo, desde

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

4 SONDA LÓGICA Daniel José Viana Introdução No desenvolvimento de circuitos digitais, sejam eles discretos, baseados em 'chips' lógicos, ou programáveis, baseados em microcontroladores, é necessário verificar o nível lógico dos pinos. Para isso existe a Sonda Lógica. As tradicionais possuem LEDs para indicar sinais de níveis alto e baixo. É comum haver um terceiro LED para indicar a presença de sinais pulsantes. com um osciloscópio). Sempre que um pulso espúrio ocorrer, a contagem vai avançar mais do que o que era esperado. Indicação de nível 1 Se a ponta de prova estiver em nível zero ou flutuando, o transistor Q1 estará cortado, e o nível lógico nas entradas de IC1A será zero, devido ao resistor R6. Quando a tensão na ponta de prova ultrapassa 2,1 Volts, o nível na entrada de IC1 passa a ser alto fazendo com que a saída caia a nível zero, acendendo então o LED verde. Indicação de nível 0 Se a ponta de prova estiver em nível alto ou flutuando, o diodo D1 estará cortado, e o nível lógico nas entradas de IC1C é alto, devido à estrutura interna dos chips TTL. Quando tensão na ponta de prova cai abaixo de 0,2 Volts, o diodo conduz e o nível na entrada de IC1C passa a ser zero, fazendo com que a saída de IC1D caia a nível zero, acendendo o LED vermelho. Indicação de pulso Funcionamento As sondas lógicas tradicionais utilizam um monoestável para 'alongar' o tempo do pulso que recebem na entrada, de forma a tornar visíveis pulsos de curta duração. Isso só funciona bem se os pulsos forem repetitivos, e se o intervalo entre dois pulsos for relativamente curto, pois, de outra forma, a variação de brilho do LED de indicação de pulso será imperceptível. Montagem O circuito foi montado numa caixa de balas 'tic tac'. A altura desta caixa é suficiente para montar os CIs com soquetes, o que facilita manutenção e substituição dos chips em caso de queima. A ponta de prova foi feita com um fio rígido limado na ponta, para ficar pontiaguda. A sonda aqui apresentada utiliza um contador binário em vez do monoestável. Assim, a cada transição positiva na ponta de prova, o contador IC2 recebe um pulso negativo, fazendo a contagem avançar. Apesar da simplicidade, este recurso possui grande utilidade, pois permite observar a presença de pulsos de qualquer duração ou periodicidade (frequência). A maior vantagem de utilizar um contador é a possibilidade de detectar 'glitches' pela simples observação do avanço da contagem binária (um 'glitch' é um pulso indesejável de curta duração, que ocorre, por exemplo, em circuitos decodificadores e normalmente é difícil de ser observado, mesmo 3

5 LAYOUT DE P.C.I. PARTE 1 Felipe Leone da Costa Mattos 10 anos de experiência como Projetista de Hardware e Técnico em Eletrônica. Especialização em projeto e desenho de Circuitos Impressos. Em inúmeras oportunidades podemos pensar que a simples ligação de todos os componentes conforme um determinado esquema elétrico é o suficiente para funcionar um circuito, o que nem sempre é verdade. Com a aplicação de circuitos cada vez mais velozes, montagens cada vez mais compactas e com a alimentação crítica, a placa de circuito impresso deixou de ser apenas um suporte para os componentes, assumindo um papel vital no bom desempenho dos equipamentos eletrônicos. Essa série de pequenos artigos visa orientar os técnicos, hobbistas, amadores ou profissionais menos experientes no projeto e desenho de placas de circuito impresso. Introdução No início da produção em massa de equipamentos eletrônicos, no período pré segunda guerra, a simplicidade dos circuitos, aliados à necessidade de custos baixos de fabricação, exigia projetar uma placa instalando todos os componentes de um só lado da placa, e usar um traçado que permitisse ligar todo o circuito corretamente usando uma única camada de cobre. Com o passar dos anos, a evolução dos circuitos em velocidade, manipulação de sinais de baixa intensidade, alta frequência, rápidos períodos de transição de estado lógico ou ainda, o controle de cargas de alta potência, fez com que as placas passassem a ser consideradas um componente importante do circuito, influenciando com suas características de indutância, capacitância e resistência. A PCI pode fazer parte do sucesso ou do fracasso de um projeto, dependendo da maneira como foi concebida. A importância do diagrama esquemático Antes de começarmos a projetar a placa de nosso novo projeto, devemos ter em mãos um diagrama ou esquema elétrico mais detalhado possível, bem documentado, de forma clara e objetiva. Isso parece óbvio, mas muitas pessoas iniciam um projeto com o esquema elétrico desenhado só na cabeça, ou em blocos desenhados em papéis dispersos, sem as informações centralizadas e formatadas. Isso é o começo ideal para termos uma placa que pode nunca funcionar direito, ou que exigirá revisões e adaptações para ser corretamente montada. Uma PCI é uma versão manufaturada de seu esquema elétrico, logo, se o seu esquema elétrico for claro, com uma disposição lógica e bem detalhada, a tarefa de se desenhar a placa se torna mais clara, rápida e muito menos dolorosa. Não economize nas anotações sobre desacoplamentos, roteamento de sinais críticos e corrente que irá circular em determinado ponto. Desenhe seu esquema já com a PCI em mente! Inclua na sua documentação uma lista de materiais completa, de forma a encontrar os encapsulamentos corretos para todos os componentes antes de começar o lay-out. Não é o objetivo desse artigo aprofundar muito nas técnicas de desenho de esquemas elétricos, devendo este tema ser tratado numa futura série de artigos. Sistemas de medidas: Milímetros X Polegadas Apesar de o sistema métrico ser adotado como um padrão para desenhos e projetos na maioria dos países, quando falamos de circuitos impressos nos deparamos sempre com medidas em polegadas, dado o fato que, ainda hoje, a grande maioria dos componentes eletrônicos é construída com base nesse sistema de medidas; portanto, desenhar uma placa recusando-se a adotar o sistema imperial pode ser tornar uma tarefa dura de ser cumprida. Isso não significa que, por outro lado, tenhamos que utilizar somente o sistema imperial para fazer um lay-out. O mais eficiente é, sem dúvida, fazer o uso dos dois sistemas num mesmo trabalho. Eu por exemplo, adoto o sistema imperial para rotear as trilhas da placa e determinar a largura das mesmas, além de desenhar a maioria dos componentes e posicioná-los, enquanto uso o sistema métrico para detalhes de fabricação, como medidas externas, rasgos e furos. Os fabricantes de placas mantêm em sua linha de produção medidas de brocas e fresas em milímetros. Por outro lado, existem cada vez mais componentes SMD que são construídos em milímetros, como resistores, capacitors e circuitos integrados. Isso nos obriga, em alguns casos, a utilizar os dois sistemas de medidas até mesmo para rotear a placa, como no caso de circuitos que usam BGA s na sua montagem. Um termo que usaremos daqui para frente será a palavra mil, que significa milésimo de polegada. Por exemplo, você verá muitas vezes medidas estranhas em um datasheet, como, por exemplo, uma distância entre pinos de 1.27 mm, ou 50 mils. Portanto, atenção para não confundir mils com milímetros. Outro termo utilizado entre designers de placas para milésimos de polegadas é thou. Um thou equivale a um mil, que equivale a um milésimo de polegada. Com o passar do tempo essas conversões se tornam muito mais simples do que à primeira vista. Fórmula para conversão de mils em milímetros X mm = Y mils * 0,0254 Ex: 200 mils * 0,0254 = 5,08 mm 10,16 mm / 0,0254 = 400 mils Por essa edição, ficamos por aqui. No próximo artigo da série, iremos tratar sobre diferentes tecnologias de PCI S, posicionamento de componentes e sua influência no desempenho da PCI. 4

6 MEDIDOR E.S.R. DE CAPACITORES Por Luciano Sturaro PY2BBS Só quem já apanhou de fonte chaveada, sabe o quanto é importante o valor baixo da ESR dos capacitores eletrolíticos, principalmente os de filtragem na retificação em alta-frequência. Não só as fontes chaveadas sofrem do problema com capacitores com ESR elevada. Basta olhar a quantidade de placas-mãe de PC que aparecem com os capacitores estufados ou mesmo estourados, devido ao aumento da ESR dos capacitores. Mas afinal o que vem a ser essa tal de ESR? ESR quer dizer: Equivalent Serie Resistance Todos os capacitores têm certa resistência à passagem da corrente alternada. ESR é a soma de todas as resistências internas de um capacitor medido em Ohms. Um capacitor ideal teria ZERO ohms ESR. A partir da figura abaixo você pode ver um resistor em série com o "CAPACITOR IDEAL". O valor dessa resistência é chamado ESR. de 1R ficam muito comprimidos no começo da escala. Então uma escala ampliada facilita bem a leitura abaixo destes valores. Outra modificação foi substituir o TL062, o qual não encontrei no comercio local por um TLC272, que também funcionou perfeitamente. Depois de acertados os valores do resistor de ganho do amplificador para o VU, já que usei um instrumento menos sensível (200uA), e por fim acrescentei um sistema de proteção a entrada, para descarregar algum capacitor que por ventura esteja com carga. Os dois diodos 1N4007 servem para curto-circuitar o capacitor, independente de sua polaridade, e resíduo de 0,7V que restará devido à queda de tensão nas junções dos diodos serão absorvidos pelo resistor R6 e o secundário do transformador. O resultado obtido esta no esquema na próxima página. Aproveitando o pequeno tamanho do circuito, resolvi montá-lo em um multímetro de baixo custo (R$12,00 no camelô). Toda a parte interna do multímetro foi removida, de modo a sobrar espaço para acomodar a pequena placa de circuito impresso e a bateria de 9V. Os capacitores eletrolíticos têm uma tendência de aumentar sua ESR devido à secagem de seu eletrólito ou corrosão. A alta ESR é um problema freqüente em circuitos eletrônicos. Um aumento de 1 ou 2 ohms da ESR pode causar vários problemas. Em condições normais a ESR tem um valor muito baixo, que se mantêm durante muitos anos, quando o capacitor é de boa qualidade e não apresenta vazamentos em seu selo de borracha, o que causa entrada de ar e secamento do eletrólito, aumentando rapidamente a ESR. Mais sobre a ESR: Há muito que procuro um circuito simples para medir a ESR. Já me utilizei da técnica de medição com o osciloscópio e gerador de funções, mas é muito trabalhosa. O ideal é que o equipamento fosse portátil e possa ser transportado para qualquer canto da bancada. Soluções simples e práticas existem, como a da AnaTek corp. Porem seu preço é bem proibitivo. Capacitor Wizard Analog ESR meter - Analógico. Mede de 0 a 30 Ohms, frequencia de teste 100kHz. Preço: $189,00 Blue ESR Meter - Digital. Mede de 0.01a 99 ohms, frequencia de teste não informada. Preço $119,00 Atlas ESR60 - Digital, mede de 0.01 a 20 ohms, frequencia de teste não informada. Preço $129,00 EVB ESR Meter - Digital, mede de 0.01 a 99 ohms, frequencia de teste não informada. Preço53 (somente em Portugal) ESR-micro v3.1 - Digital, mede de 0.01 a 100 ohms, frequencia de teste não informada. Preço 1350 rub (Rússia) Depois de procurar por algum tempo topei com este circuito bem simples ( e funcional de autoria do Manfred Mornhinweg, XQ2FOD. Depois de montar uma prova no protoboard e certificar o excelente funcionamento, e montar meu medidor, resolvi aplicar uma pequena melhoria. Uma chave para ampliar a sensibilidade da escala já que valores abaixo O pequeno transformador, foi enrolado em um núcleo aproveitado de um transformador driver de saída horizontal de um velho monitor de vídeo CGA. Foram 400 espiras no primário e 20 no secundário de fio 32AWG. Esta placa ainda não estava com a chave de expansão, e o trimpot foi trocado posteriormente por um multivoltas, para maior facilidade no ajuste. Vista da plaquinha lado dos componentes. Abaixo a plaquinha já devidamente acomodada em seu lugar. A placa original do multímetro foi serrada de forma a aproveitar o encaixe das ponteiras de prova. Abaixo a caixinha fechada. A chave rotativa teve que cair fora, pois não caberia a bateria. Para tapar o buraco da chave rotativa, recortei um pedaço do plástico da capa de um disquete de 3 1/2. Ficou perfeito! O medidor já totalmente acabado, e com a escala do VU feita no Corel Draw. A chave da esquerda (na lateral) é a liga/desliga e a da direita a seleção da escala utilizada. Por fim um close-up da escala, impressa em papel fotográfico em uma impressora jato de tinta. Qualquer semelhança com o VU do medidor da AnaTek é mera inspiração. 5

7 Maiores informações sobre esse medidor, incluindo layout do display no meu website: Especial para a Revista PICLISTBR: Um BMP em 800DPI da minha escala poderá ser baixado no seguinte link: Esta escala é adequada ao VU que utilizei. Se o seu VU for muito diferente esta escala pode não coincidir os valores, mas ela servirá como referencia para você desenhar a sua própria escala. Abaixo, o circuito esquemático, a escala e o instrumento terminado. COMÉDIA FÍSICA Boiling Point Quem nunca cuspiu um papelzinho? 6

8 OPORTUNIDADES INTERNACIONAIS Por Wagner Lipnharski Orlando Florida Devido a minha empresa Americana estar estabelecida no Mercado desde 1998, fica bem mais fácil fechar acordos de representação de produtos com empresas internacionais, principalmente em caso de pequenas empresas em crescimento. Como tal, a UST Research Inc., está agora também representando produtos eletrônicos da área de ferramentas, testadores e equipamentos de medição, monitoração, aferição, etc. Um novo website da USTR estará disponível em breve. Durante os últimos meses, fechei acordos internacionais de representação de fornecedores Chineses, Russos e Indianos, para os Estados Unidos e também para o Brasil. Ainda este mês estou viajando para o Brasil para, se possível, organizar um centro de distribuição física de tais produtos diretamente dentro do Brasil. Tais representações trazem bons produtos e preços. Como representante, eu tenho bons descontos quando comprando em quantidade de 30 ou mais unidades. Estes descontos poderão ser repassados ao grupo PICLISTBR quando comprando em quantidade e na forma de mutirões. Entretanto se a intenção é comprar em quantidade para revender, entre em contato para negociar. OSCILOSCÓPIO LCD Um desses acordos disponibilizou o Osciloscópio LCD tanto discutido nos s do grupo. O fabricante oferece o osciloscópio em duas versões: montado US$49 ou em Kit US$33. O frete para o Brasil é de US$30 para os primeiros 500g e US$10 para cada 500g adicional. O frete da China para os Estados Unidos é mais em conta e consigo tais aparelhos por um desconto considerável, quando re-despacharei para o Brasil. O preço final desse caminho acaba sendo vantajoso. Numa votação de interesse de compra via mutirão, o nosso grupo mostrou resultado acima de 50 unidades, o que me permite obter descontos no fabricante. Assim sendo, nos próximos dias disponibilizarei uma webpage para cadastro de compra, pagamento via Paypal ou depósito em conta na Caixa Economica Federal Fig. 2 - Kit de Componentes do Osciloscópio Características técnicas do osciloscópio: Processador AtMega448 Máxima Velocidade de Amostragem - 2M/s,8 bits Memória Armazenamento bytes Banda passante Analógica - 1MHz Sensibilidade Vertical - 100mV/Div - 5V/Div Posição Vertical Ajustável, com indicação Impedância de Entrada - 1MΩ Máxima tensão de entrada - 50Vpp Acoplamento DC / AC Horizontal - 5μs/Div - 10m(minutos)/Div Modo de Disparo, Automático, Normal e Único Disparo por borda de subida / descida Nível de Disparo ajustável, com indicador Dispositivo Hold/run Sinal de Teste 500Hz/5Vpp embutido Frequencímetro informa Frequencia e Tempo p/sinais TTL Fonte de alimentação 9Vdc 500mA (fornecida no modelo Montado) Ponta de Prova Simples (fornecida no modelo Montado) Dimensões: 110mm X 65mm X 25mm (sem caixa) Fig. 1 - O osciloscópio Montado O osciloscópio na forma de KIT possui todo o material necessário para montá-lo, exceto o cabo de medição e a fonte de alimentação. O microcontrolador AtMega48 (SMD) já vem soldado na placa, porém os outros componentes SMD deverão ser soldados pelo comprador. A diferença de preço US($10) entre KIT e o Montado sugere que vale a pena comprar o Montado, pois também inclui ponta de prova simples e fonte de alimentação chaveada, 9 Vdc 500 ma. Fig. 3 - O osciloscópio monitorando sinais da interface USB. 7

9 KIT MEDIDOR DE CAPACITORES (Capacímetro) O Kit Medidor de Capacitores é fornecido totalmente desmontado, porém os componentes são thru-hole, facilmente soldáveis. A placa de circuito impresso é dupla face com máscara de solda e de componentes. O que não acompanha o KIT e seria aconselhável é o soquete DIP-28 para o AtMega48V e a fonte de alimentação 9Vdc 500mA, que estará disponível para compra na webpage. Pela facilidade do circuito impresso ser thru-hole e usando componentes discretos e pinos SPI disponíveis, esse kit também torna-se uma plataforma de testes e desenvolvimento simples, com um AtMega48V, display multiplexado. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DO CAPACÍMETRO Precisão em torno de 1% Faixa de Medição: 1pF - 500uF Chaveamento Automático de Escala Botão para Zero das capacitâncias intrínsecas Valores lidos são disponíveis de forma serial, em tempo real, com informação de tempo (time stamp). Fig. 4 - Kit de Componentes do Capacímetro No kit existe um display de 4 dígitos de 7 segmentos em LED, com conexão de 12 e o processador AtMega48V, de baixíssima corrente, rodando a 10MHz. Abaixo, a placa montada. Existe um botão de zero a fim de zerar as capacitâncias intrínsecas da placa, fiação e pontas de prova. Tal valor de correção é armazenado na memória e2prom do AtMega. O instrumento que possui chave liga/desliga pode ser alimentado com uma simples bateria de 9 V, fonte de alimentação externa ou diretamente com +5V a soldar na placa após o regulador. Um soquete multipinos (veja + CX - abaixo) para conectar os capacitores a testar. Os dois conectores brancos ao lado direito da placa abaixo, acompanham as fêmeas com fios vermelho e preto inseridos (veja foto do Kit acima), para alimentação e para as pontas de provas externas. Fig. 6 Forma de Onda da Multiplexação do Display Acima o Osciloscópio LCD mostrando a forma de onda da multiplexação do Display de 7 Segmentos do Medidor de Capacitores. É comum o Medidor de Capacitores indicar em torno de 40pF quando ligado pela primeira vez, necessitando pressionar o botão zero com as pontas de prova em aberto. Na webpage (a ser disponibilizada nos próximos dias) você poderá fazer o cadastro para compras de: Osciloscópio LCD Medidor de Capacitores Fonte de Alimentação chaveada 9Vdc 500Ma Naquela página também haverá informações sobre pagamento, prazo de entrega e distribuição no Brasil. Entre no Mutirão, ajude a reduzir os custos do produto e frete, economize e todos sairão ganhando. Fig. 5 Capacímetro Montado Esse não será o único mutirão para compra desses aparelhos, ele deverá se repetir assim que houver novo volume suficiente para tal. O tempo de conversão de leitura é rápido para capacitores de baixo valor, tornando-se mais lento para capacitores de alto valor. Observei que é recomendável usar um filtro vermelho sobre o display, para melhorar a leitura em ambiente mais iluminado. Eu montei um desses kits, gostei e recomendo. O baixo custo compensa sempre, e mostrou ser uma ferramenta útil para identificar capacitores em geral. 8

10 LÂMPADA DE LEDS Por Wagner Lipnharski Orlando Florida ATENÇÃO: ESSE PROJETO TRABALHA COM TENSÕES DE ATÉ 120 VAC OU 165 VDC EXPOSTAS E QUE PODEM SER FATAIS. SE VOCÊ NÃO TIVER EXPERIÊNCIA E CONHECER OS CUIDADOS NECESSÁRIOS, EVITE MONTA-LO. Existem inúmeros tipos de lâmpadas, com diferentes cores, potências e usos. Da pequena lâmpada da lanterninha de uma pilha, até a gigante que faz parte dos holofotes que iluminam o estádio de futebol. O consumo elétrico de cada uma depende da construção, tecnologia e é basicamente proporcional à radiação gerada. Então surge o LED, que é uma junção semicondutora que emite luz visível quando recebendo corrente elétrica. Estima-se que de 100W consumidos, um LED emite em torno de 80 a 90% de radiação na frequência para a qual foi fabricado. Esta frequência é muito mais estreita que qualquer outra lâmpada, um LED vermelho irá gerar radiação estritamente na frequência da cor vermelha. No início os LEDs custavam mais, e a potência de radiação era sempre pequena. Era usado em painéis, identificadores, etc. Atualmente existem diversos tipos de LEDs de alta potência, incluindo os popularmente conhecidos como LUXEON, que permitem até 1, 3, 5 e 10W de dissipação, permitindo correntes em excesso de 2A, porém ainda com custo elevado. As lâmpadas residenciais mais conhecidas são; Incandescente Fluorescente A incandescente é a mais popular, de tecnologia mais antiga, encontra-se a venda em bares, mercearias ou supermercados. Ao passar corrente elétrica pelo filamento, esse é aquecido e emite radiações em diversas frequências, porém só uma pequena parte corresponde à luz visivel. Como o que buscamos é exatamente a luz visível para iluminação, significa que o rendimento (potência luz visível / potência consumida) é muito baixo; um grande desperdício de energia. Estima-se que de 100W consumidos menos de 10W é efetivamente convertido em radiação visível, rendimento de 10%. A lâmpada fluorescente promove bombardeamento de elétrons acelerados em átomos de mercúrio na forma de gás, tais átomos bombardeados emitem radiação numa faixa mais estreita de frequência, porém acima da luz visível, conhecida como luz ultravioleta. Essa radiação atinge partículas de fósforo, um pó branco depositado na parte interior do bulbo de vidro dessas lâmpadas. O fósforo trabalha como um conversor de frequências, quando bombardeado com radiação ultravioleta, emite radiações numa faixa mais larga de frequências, uma boa parte cobrindo a luz visível, iluminando o ambiente. Com uma maior conversão de energia consumida em luz visível, e com aquecimento reduzido, esta lâmpada que é também conhecida como "luz fria", possui um fator de rendimento maior que a lâmpada incandescente, porém ainda existem perdas nos componentes associados, como o reator e pequenos filamentos térmicos necessários à ionização do gás de mercúrio. Estima-se que de 100W consumidos, menos de 40W é convertido em radiação visível, rendimento de 40%. LEDs brancos adquiridos na China custam centavos de dólar para quantidade acima de 1000 unidades. Entre os LEDs brancos, de 3 ou 5mm eu recomendo o uso dos 5mm pela maior área de lente e facilidade de manuseio. Esses LEDs emitem luz branca quando sob uma corrente elétrica de 5 a 30mA, sendo a mais produtiva em torno de 18 a 20mA. Sob essa corrente o LED durará milhares de horas de operação, abaixo disso a intensidade de luz emitida é reduzida, acima disso a vida útil do LED é reduzida. Sob 20mA um LED branco normal desenvolve uma queda de tensão entre 3 e 3,4 Vdc, depende do fabricante, modelo, etc. Ligando dois LEDs em série, seguindo a seqüência de polaridade, os dois LEDs desenvolverão uma queda de tensão entre 6 e 6,8 V quando sob os mesmos 20mA. Três LEDs em série promoverão de 9 a 10.4 Vdc Isso significa que 3 LEDs ligados em série poderiam ser ligados diretamente a uma bateria de 9 V. Assim, a potência consumida por um LED branco será de 3 x 0,02 = 60 mw. Como a produtividade dos LEDs é na ordem de 80 a 90%, a radiação visível equivalente seriam então de 50 mw. Para gerar a mesma quantidade de luz de uma lâmpada incandescente de 100 W, que é em torno de 10 W de radiação visível, precisaríamos de (10 W / 50 mw) = 200 LEDs, com um consumo elétrico aproximado de (60 mw x 200) = 12W. Teríamos uma economia de aproximadamente 88 Watts, com a mesma luminosidade. Outra vantagem é que como os LEDs aquecem bem menos e não são construídos com materiais que "gastam" com o tempo, estima-se uma vida útil em torno de horas, ou 11 anos de uso contínuo. A prática mostra que esse tempo não é real, pois LEDs tem a vida reduzida por descargas elétricas, picos altos de corrente, temperatura, etc. Talvez a maior vantagem além da economia de energia é a resistência a choques mecânicos, fatal para lâmpadas incandescentes e fluorescentes. Poderíamos montar seqüências série de LEDs e alimentá-los com qualquer tensão necessária à série, usando pequenos transformadores de 110 x 12 Volts, por exemplo. Mas buscando redução de custo, tamanho e praticidade de construção, podemos optar por uma solução sem transformador, ligados diretamente à rede elétrica. Também devemos considerar que se a idéia é 9

11 substituir uma lâmpada incandescente normal por uma de LEDs, com tamanho, formato e rosca de contatos similar, um transformador não caberia dentro do corpo pequeno dessa. A princípio, pode-se pensar que o máximo de brilho seria obtido ao usar o máximo possível de LEDs, para utilizar os 165V. Mas lembrese que estamos usando uma semi-senóide para alimentar os LEDs e essa terá os 165V por um período muito curto. Se os LEDS terão máximo brilho com 165V e que a maior parte do tempo a tensão estará entre zero e 165V, o brilho médio será muito baixo. Ao contrário, com poucos LEDs teríamos um período maior de condução nos LEDS, resultando numa maior potência de irradiação, porém com menos LEDs a somatória de potência é menor. Acima: Forma de onda AC Senoidal, como obtida da rede elétrica. Para buscar a melhor quantidade de LEDs nessa lâmpada, desenvolvi tabelas e fórmulas no Excel, a fim de satisfazer as seguintes exigências: a) Que se use tão somente uma ponte de diodos e um resistor limitador de corrente, por economia, espaço e simplicidade. b) Maior brilho médio da lâmpada (LampWt) ao longo dos 8.33ms da meia senóide retificada. c) Que os LEDs brilhem forte durante a maior parte do tempo (ArcoLEDsOn) do ítem (b), área em verde na figura acima. Acima: Forma de onda Senoidal Retificada na forma Onda Completa. Cada uma das 3 semi-senóides acima tem 8.333ms (milisegundos). A opção #1 visa o menor numero possível de componentes, menor custo e construção. A opção #2 usa um regulador de corrente constante, a fim de fixar a corrente dos LEDs em 20mA. Essa opção custa mais, requer maior espaço físico, conhecimento técnico e seleção de componentes. #1 - Corrente Elétrica AC Retificada Para esse laboratório usarei a referência de 117Vac como sendo a tensão elétrica RMS residencial. Esse valor é dito tensão RMS da senóide, cujo topo tem um valor de 1.41 maior que o RMS, portanto 117 x 1.41 = 165V. Quando retificada na forma Onda Completa como na figura anterior, a semi-senóide roda de zero a Hz. Qual seria então a quantidade de LEDs a ligar em série para melhor aproveitar a senóide retificada? Essa questão me levou a diversas pesquisas, descobertas e testes, considerando períodos de corrente, potência proporcional, dissipação de energia desperdiçada no elemento regulador de corrente, etc, sempre buscando o maior brilho nos LEDs com a menor energia consumida, ou seja, o maior rendimento da lâmpada. d) Que se use a maior quantidade possível de LEDs, para se obter uma somatória maior de lux. e) Que a corrente elétrica nos LEDs não seja acima de suas capacidades. Devido ao uso de um resistor limitador de corrente, esta será relativamente baixa até que a tensão da semi-senóide ultrapasse a soma das tensões mínimas necessárias a cada LED, dai para cima a corrente elétrica (em milliamperes) acompanhará a curvatura da tensão da senóide aplicada. No topo da senóide a corrente é máxima e não pode ultrapassar o aceitável pelos LEDs. f) Como um LED é um diodo, a queda de tensão num LED branco sobe rapidamente até 3 ou 3.2V. Após esse ponto, a corrente sobe rapidamente porém a tensão sobe lentamente. Isso pode ser prejudicial ao LED, pois a dissipação térmica na junção é acentuada sem ganho de brilho. Isso significa que haverá um ponto na subida senoidal da tensão onde todos os LEDs estão com brilho próximo ao maximo, e a senóide ainda terá muitos volts a subir. Aqui é que se ganha brilho por tempo, exigência do item (b) acima, pois os LEDs estarão brilhando com o máximo de intensidade desde esse angulo até os 90 graus da senóide, e então até o ângulo equivalente da descida da senóide. Quanto maior o ângulo de "ArcoLEDsOn" (área em verde na figura acima), maior o brilho médio obtido na lâmpada. Porém durante o ArcoLEDsOn o excesso de tensão não deverá ir para os LEDs, e sim ser dissipado no resistor limitador, como perda de energia. 10

12 X LEDS produzem X vezes PotenciaLEDS, que é menor. Deve-se sempre manter em mente que estamos lidando com tensões letais que ultrapassam 155 Volts. Todo o cuidado é pouco. Ao usar osciloscópio para monitorar as tensões e correntes nessa lâmpada, tive o cuidado de isolar a lâmpada da rede elétrica, pois o terra do scope é ligado ao terra e neutro da rede, e tudo dentro dessa lâmpada está flutuando devido à ponte retificadora de onda completa. Qualquer conexão entre o terra do scope pode causar danos ao scope, a lâmpada e risco de choques elétricos ao operador. Usei um simples transformador que tivesse 117Vac no primário e 117Vac no secundário, para 500mA. Esse tipo de transformador é conhecido como transformador isolador. Nesses testes um transformador pequeno resolveria, pois a lâmpada consome menos de 30mA de pico. X / 2 LEDS produzem X/2 vezes PotenciaLEDS, que é individualmente maior, porém com maior perda térmica no resistor (RWt). As próximas figuras foram obtidas fotografando a tela do osciloscópio e depois a imagem teve as cores invertidas. A primeira foto foi da lâmpada de 42 LEDs. Note o angulo de condução de 97.5 dos 180 da semi-senóide, ou seja, só 54% do tempo os LEDs estão acesos. Pico de corrente de 15mA (forma de onda menor). g) Que o valor do resistor seja o mais baixo possível, a fim de dissipar o mínimo possível de energia. Quanto menor "R", maior será a corrente nos LEDs, e não queremos corrente excessiva. Então aumentamos a quantidade de LEDs para reduzir tal corrente máxima. Isso reduz o ângulo de condução "ArcoLEDsOn", lâmpada não tão brilhante. h) Os números mágicos são; baixo R, maior número de LEDs, maior "ArcoLEDsOn", maior "PotenciaLEDs", menor corrente. Como podemos ver nos itens (A) a (H) acima, é fundamental buscar a melhor relação "Quantidade de LEDs e Valor do Resistor" para se obter um maior brilho com menos perdas térmicas. Após diversos cálculos obtive o resultado abaixo, que responde satisfatoriamente aos requisitos dos itens acima. Usando LEDs brancos em estoque, a solução que apresentou o maior consumo elétrico nos LEDs com o menor consumo térmico no resistor, para uma alimentação de 117Vac retificada em onda completa, foi de 35 LEDs com um resistor série de 820 Ohms 2W. No circuito utilizado abaixo, instalei os 35 LEDs numa espiral no circuito impresso protótipo, o fusível e a ponte retificadora foram acomodados na base do soquete E-27 da lâmpada e o resistor de 820 ohms 2W ficou em pé só conectando o pino (+) do retificador ao anodo do primeiro LED da espiral. Na foto abaixo, usando lâmpada de 34 LEDs, o ângulo de condução é de em 180 (67.3%), o resultado é maior brilho que a de 42, principalmente devido ao aumento de corrente para picos de 25mA. Deve-se promover pequenos furos de ventilação no corpo do soquete, a fim de evitar o acúmulo de calor gerado pelo resistor. 11

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

14 ENTREVISTA Controle de Qualidade na Indústria Reporter Izabella Luiza entrevista Aline Lipnharski da Landis+Gyr. Aline Lipnharski Analista de Qualidade Landis+Gyr - South America - Curitiba Paraná. Técnica Eletrônica (UTFPR-CEFET), Graduada em Tecnologia em Mecânica (UTFPR-CEFET), especialização Engenharia da Produção (PUC PR). Responsável pelo controle de qualidade de PCIs e outros produtos dos fornecedores da Landis+Gyr. IPC-7711/ Rework of Electronic Assemblies & Repair and Modification of Printed Boards and Electronic Assemblies 2. Auditorias periódicas de qualidade Auditorias são realizadas para garantir que o processo do fornecedor está controlado e dentro das expectativas do cliente. São realizadas auditorias no âmbito de conferência de componentes adquiridos para a montagem das placas. Os componentes devem ser comprados conforme BOM (Bill of Materials) especificado pelo cliente. A auditoria de componentes basicamente abrange a verificação dos partnumbers e fabricantes dos componentes separados para o lote que está sendo auditado. A auditoria do lote é estendida aos itens de consumo utilizados para a montagem das placas, como a pasta de solda utilizada na Printer 1 ; liga de solda utilizada na Wave 2 ; fluxo de solda, composto que remove os óxidos presentes na superfície a ser soldada; e fio de solda utilizado na montagem manual. Pergunta: Aline, o que a Landis+Gyr fabrica? Resposta: A empresa Suiça Landis+Gyr fabrica medidores eletrônicos para consumo elétrico, residencial, comercial e industrial. Eu trabalho como Analista de Qualidade na fábrica de Curitiba e atendemos toda a América Latina. Pergunta: Como é feito o controle de qualidade dos produtos fornecidos à Landis+Gyr, por fornecedores externos? Resposta: As indústrias eletrônicas preocupadas com o desenvolvimento tecnológico de seus produtos e a necessidade real do mercado de produzir com maior qualidade e custo reduzido, procuram focar suas atividades fabris somente na montagem do produto final. A montagem do circuito eletrônico fica a cargo dos CMs (Contract Manufacturer), indústria de montagem de placas eletrônicas com experiência na área de aquisição de componentes, montagem e testes. A qualidade do produto final está totalmente ligada com os sub-itens que são incorporados durante a montagem dos mesmos. Essa qualidade depende de vários fatores internos e externos a indústria que desenvolve e monta o produto. Existem maneiras de controlar e garantir a qualidade dos itens, principalmente quanto se trata de itens manufaturados por empresas da cadeia de fornecimento. Pergunta: Quais são os fatores que tem por finalidade mitigar problemas que futuramente poderão aparecer no usuário final, e como evitá-los já na fabricação? Resposta: 1. Atendimento a normas específicas: Os CMs homologados devem ter os requisitos básicos das normas de montagem, retrabalhos e ESD implantados para garantir o mínimo de qualidade no processo das placas eletrônicas. As normas que geralmente são exigidas pelos clientes são as seguintes: NBR 14544: Requisitos básicos para proteção de componentes sensíveis às descargas eletrostáticas IPC-A Acceptability of Electronics Assemblies Training and Certification Program Após as aprovações anteriores é realizada a auditoria do processo SMT (Surface-Mount Technology). Existe um padrão para prazo de validade e temperatura de armazenagem da pasta de solda, bem como a espessura de aplicação da mesma. Vale informar que 80% dos problemas de solda em placas SMT são decorrentes de falhas com a pasta de solda, portanto esse item deve ser bem controlado para garantir a qualidade de solda. Outra questão importante para auditar é o tempo de vida do estêncil, tela metálica vazada que permite a passagem da pasta de solda somente sobre as ilhas da placa. Dependendo da matéria-prima de fabricação do estêncil (latão, aço inox) e espessura da chapa, existe uma quantidade de ciclos especificada pelo fabricante. É importante certificar também que os rolos de componentes SMT inseridos na Pick & Place 3 estão nas posições corretas, pois os cabeçotes apanham os componentes no alimentador da máquina e os inserem na posição X e Y da PCB. O próximo item a ser auditado no processo SMT é a temperatura ou perfil térmico do forno de refusão. O forno possui zonas com temperaturas diferenciadas ao longo do caminho a ser percorrido pela placa. Esse perfil térmico varia com a população de componentes, área e espessura da PCB, tipo de solda, etc. A última etapa de auditoria do processo SMT é a inspeção visual de solda e posicionamento dos componentes distribuídos na PCB. Essa inspeção pode ser realizada com lupa de aumento ou com um equipamento de inspeção óptica. O processo THT (Through Hole Technology) é o processo mais convencional, mas ainda é bastante utilizado. A auditoria na inserção de componentes basicamente é verificar se as operadoras encaixam os terminais dos componentes nas posições e polaridades corretas. Logo após a placa é submetida à solda onda através de esteira, que também tem um perfil de temperatura traçado, o qual deve ser verificado. A solda deve ser auditada após a liga fundida aderir os terminais dos componentes e aos furos metalizados da PCB. 1 equipamento de aplicação serigrafia da pasta de solda sobre a PCB (Printed Circuit Board) para tecnologia SMT (Surface-Mount Technology) 2 máquina de solda por onda, para tecnologia THT (Through Hole Technology) 3 máquina de inserção de componentes SMT 13

15 3. Análise dos KPIs (Key performance indicator) Os testes, incluindo gravações de firmware, ICTs (In-Circuit Testing) e FCTs (Functional Test) devem ser monitorados. O KPI (nº peças conforme/nº peças testadas) deve ser controlado e caso o mesmo esteja abaixo da meta estipulada, ações de correção e melhoria devem ser tomadas. Essas ações, eficácia das mesmas e KPIs devem ser auditadas. Pergunta: Isso tudo é feito naturalmente nos fornecedores ou os clientes devem exigir tal controles de qualidade? Resposta: Com todas essas ações o processo fica controlado e é possível garantir maior qualidade nas placas eletrônicas montadas por terceiros. As montadoras de placas eletrônicas geralmente têm seu próprio sistema de garantia de qualidade, como manutenção de equipamentos (programa de manutenção corretiva, preventiva e preditiva), rastreabilidade (produto e coleta de dados), diário de bordo, plano de controle, CEP (controle estatístico de processo), inspeções (visual, óptica, raio-x) e testes intermediários. Pergunta: A sua função de Analista de Qualidade na Landis+Gyr é exigência atual no mercado de produção? Resposta: A qualidade do produto final depende muito de seus subconjuntos, e as placas eletrônicas são o cérebro dos equipamentos. Por esse motivo é importante ter um responsável dentro da indústria eletrônica (cliente) que tenha condições de acompanhar o processo de montagem das placas e realizar as auditorias, para ter garantia de um produto final de qualidade. COMÉDIA ELETRÔNICA Time Delay AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Por RODRIGO REIS DO NASCIMENTO (rodrigo@digoreis.net) Técnico em Eletrônica com ênfase em Automação da Manufatura trabalha a 10 anos na área de Automação como Projetista e Programador. É comum ao fazermos um curso técnico ou graduação, ficarmos divididos em relação a que segmento se dedicar, acreditando que a escolha do curso já tenha sido complicada, ainda ter que decidir a uma especialização é uma tortura. O texto a seguir pretende explanar sobre a automação, especificamente a automação industrial para dar uma noção ao leitor sobre as alegrias e tristezas da área. A definição de automação é "qualquer sistema de controle de maquina ou processo reduzindo a interação humana". Na pratica, significa que aquele sistema de interfone com câmera e a abertura de portão é um sistema de automação. Porem vamos falar neste texto sobre a automação industrial. A automação industrial tem como principio aumentar a produtividade, eficiência, qualidade e diminuir o risco em tarefas repetitivas na indústria. Na industrialização a automação é um passo a frente da mecanização, aonde mecanização é a assistência mecânica para facilitar um trabalho, a automação tem como função de sensoriamento e processamento para que o processo se efetue sem a interação humana, ou com o mínimo de interação. O amplo impacto da automação industrial levanta questões sociais, entre eles, o seu impacto no emprego. Histórico de preocupações sobre os efeitos da automação remontam ao início da revolução industrial, quando um movimento social Inglês de operadores de máquina têxteis nos inícios dos anos 1800 conhecida como "a Luddites" protestaram contra "Vainqueur" empresa que automatizou os teares da tecelagem, muitas vezes destruindo essas máquinas têxteis, por sentir ameaçando os seus empregos. Um autor fez o seguinte caso. Quando a automação foi introduzida pela primeira vez, causou medo generalizado. O que fez se acreditar que o deslocamento de recursos humanos por sistemas computadorizados levaria à grave desemprego. Mas a realidade não é essa, a automação exige contratação de profissionais especializados para operação, manutenção e conservação dos equipamentos. O mercado de trabalho é bem amplo aonde temos desde vendedores de componentes dos mais variados tipos, passando por montadores de painéis, projetistas CAD, programadores, engenheiros e etc... Pretendo abordar nas próximas colunas e/o edições dessa revista a robotização, automação de chão de fabrica, sistemas de gestão de dados, robótica industrial, programação de PLCs, etc. 14

16 FONTE DE INSTRUMENTOS PICLISTBR Parte 1 O projeto Por Wagner Lipnharski Orlando Florida Há tempos que o nosso grupo PICLISTBR vem planejando construir algo eletrônico, que coloque em prova a nossa capacidade, que exija o máximo da nossa criatividade e que seja útil a todos. O mais importante é que durante o desenvolvimento a técnica e o conhecimento seja distribuído a todos. Em alguns casos, um projeto desse nível nem precisa sair do papel, desde que tenha atingido o objetivo principal que é o de distribuir conhecimento. Mas esse projeto será de tanta utilidade que seria um desperdício só deixá-lo no papel. A idéia aqui é produzir uma boa fonte de alimentação que possa suprir energia em tensão e corrente acima das expectativas de bancada para a maioria dos integrantes do grupo, normalmente alimentando pequenos circuitos. 1A estaria de bom tamanho, mas também existem aqueles que demandam maior corrente, ou maior tensão, ou ambos. Então exige-se uma fonte com características mais arrojadas. Pensamos então numa fonte básica que possa suprir tensão ajustável de zero até 28Vdc, e que seja capaz de fornecer até 3 ou 4 Ampères de corrente. Isso exige um transformador com capacidade acima de 110 Watts. Essa fonte também deverá suprir 1A para circuitos digitais menores, deverá ter indicadores no painel, etc. Mas pensando que tal fonte possa atender inclusive aqueles que gostariam de possuir uma fonte de alimentação que forneça 3, 5 ou 10 Amperes de corrente, pensamos que tal equipamento deveria ser construído de forma modular, onde o usuário possa instalar ou construir a fonte mais adequada à sua necessidade. Pensando em modularidade abrem-se outras possibilidades, a de ter diferentes opções de painel, desde um simples potenciômetro de ajuste, simples indicadores, até mesmo um display LCD gráfico de 128x64 pixels para podermos mostrar diversos resultados numéricos de tal fonte, assim como tensão, corrente, potência consumida pela carga, no tempo, acumulado, picos, etc. Como agora as idéias fluem mais facilmente, por que então não aproveitar a modularidade desse equipamento e inserir dentro da caixa da fonte outras funções também modulares? Tais como: gerador de funções, frequencímetro, gerador de clock, analisador lógico, etc. Tudo isso poderia ser totalmente modular, a ser instalado mais tarde pelo usuário, que de início poderia obter tão somente uma fonte mais simples e econômica. Todos esses módulos opcionais deveriam ser facilmente instaláveis usando conectores multipinos e travas mecânicas, usam alimentação elétrica interna da própria fonte, e se colocam sob controle de um módulo básico processado que aqui dou o nome de MPC (Micro Processor Control). A idéia do MPC é que ele funciona como o coração desse equipamento. Ele controla a fonte de energia, obedece a comandos de painel, controla os módulos opcionais existentes, informa resultados e estado atual no display LCD. O painel frontal desse equipamento pode ser fornecido com características equivalentes aos módulos opcionais instalados, o que permite ao usuário substituir tal painel sem ter que furar, limar, etc, mantendo sempre esse equipamento com o melhor aspecto profissional e funcional. A fonte de alimentação básica possui uma placa eletrônica principal, que podemos chamar de placa-mãe, possui conectores de encaixe para os módulos opcionais, toda a regulação de tensão e corrente, espaço para transistores reguladores ou a fiação para transistores de maior potência, quando requerendo maior tensão e corrente de saída. Um conector especialmente colocado permite a inserção do modulo MPC que ficará rente ao painel frontal. No modelo BASICO-1, o MPC não é instalado, e sim um modulo mais econômico com apenas dois potenciômetros de controle. O modelo BASICO-2 já incorpora display digital de tensão e corrente, composto por display LED de 7 segmentos, com 3 ou 4 dígitos. Abaixo vemos o modelo com saídas de tensões adicionais e seus controles. O diagrama em blocos desse equipamento mostra que existe até uma possível interação entre módulos, por exemplo: o gerador de funções pode gerar uma forma de onda dente de serra e essa controlar a tensão de saída da fonte de alimentação, que agora pode alimentar uma carga com diversos Ampères no formato de dente de serra, ou senoidal, quadrada, pwm, etc. 15

17 O modelo Intermediário já usa teclado e um display LCD 128x64 pixels, onde todo controle de tensão e corrente é por teclado no painel e informações são mostradas no display LCD. tampas, painel, etc, no processo de produção em volume, conhecida no nosso grupo como mutirão. A venda de tais KITS para o nosso grupo deverá ser feita a preço de custo e com um mínimo de lucro a reverter como investimento ou caixa para novos projetos, compra antecipada de componentes, fabricação de caixas, painéis, etc. A próxima etapa será determinar a construção da estrutura no formato frame, tampas e locais apropriados para transformador ou fonte chaveada, retificador e filtros e local para a placa-mãe. Também a estrutura de suporte para os módulos opcionais já poderá ser dimensionada. Essa possível versão de painel incorpora display LCD gráfico e displays LED de 7 segmentos para visão constante de tensões e correntes. O modelo Avançado incorpora módulos opcionais, com controle e informações também via teclado e display LCD. Na seqüência de projeto e construção, primeiro será produzida uma fonte comum sem módulos opcionais, mas já com os opcionais de controle e display. Uma vez estabilizado e funcionando, o projeto servirá de plataforma para desenvolver os módulos opcionais. O MPC (Micro Processor Control) poderá ser feito usando hardware de diversos fabricantes: MicroChip, Atmel, Renesas, etc. Isso permitirá desenvolvimento de software em paralelo no grupo, com multiplicidade de conhecimento transmitido aos integrantes do grupo. Os módulos opcionais farão parte de uma interface de comunicação com o MPC, ainda a ser definida, porém serão totalmente controladas pelo MPC e informação mostrada no LCD gráfico. Acima uma possível versão mais curta da caixa e painel da fonte de equipamentos com diversos módulos opcionais, incluindo o joggler à direita do teclado, para variar tensão, corrente, frequência, etc, manualmente. O conector DB-9 possui todos os pinos necessários para plugar um cabo com 8 garrinhas + terra, para o analisador lógico. Cada modulo opcional possui uma chave de on/off à esquerda do painel. A frente do painel pode ser feita em alumínio revestida com filme de policarbonato, e substituível de acordo com os módulos instalados na unidade, para um acabamento profissional. O display LCD gráfico informa uma série de dados ao usuário, incluindo estatísticas e acúmulo de consumo, corrente, tensão, frequência, estado lógico dos pinos do analisador lógico, etc. A produção dessa fonte de instrumentos consiste numa estrutura metálica anodizada, tampa de alumínio anodizada traseira com conectores de entrada de energia, ventilação e conector DB-9 para comunicação serial RS-232C externa. As tampas laterais, superior e inferior também em alumínio anodizado, com parafusos de cabeça cônica chata e o painel frontal em alumínio com filme em policarbonato impresso com silk-screen. Cada uma das 3 ou 4 seções do painel frontal (chaves on/off, bornes de saída, teclado, LCD e indicadores 7 segmentos) possuem chapas de alumínio próprias que permitem fixação interna por trás do painel frontal. O teclado e botões de controle podem ser fabricados especialmente ou usar solução existente no mercado. A produção desse equipamento tende a ser de baixo custo, visto a quantidade razoável de produção de placas de circuito impresso, A combinação Teclado LCD Gráfico, permitirá inúmeras aplicações nesse equipamento, incluindo testador de transistores, traçadores de curva, medidor LRC, medidor de banda passante, etc, tudo dependendo dos módulos opcionais desenvolvidos para tal. O usuário poderá adquirir e instalar os módulos de maior uso e interesse. Uma projeção do que seria uma fonte de alimentação popular: 3 a 4A +12Vdc, 1A 0 5A, ajustável, resolução de 10mV. Todas as saídas possuem monitoração de corrente. Dos módulos opcionais podemos prever os seguintes: Frequencímetro: 0 50MHz em 2 escalas, trigger automático ou manual via teclado. Gerador de Funções: 0 2MHz, ondas triangular, dente de serra, quadrada (seleção de dutty cycle) e senoidal, tensão de saída ajustável 0-10V, sweep. Analisador Lógico: 8 canais com memória de 256 bytes (ou mais), trigger ajustável, sample rate máximo possível dependendo do clock do Processador (5MHz?), dados coletados mostrados no LCD. Gerador de Clock: Gerador de onda quadrada com frequência selecionada no teclado, valores estanques 1Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 48Khz, 100kHz, 200kHz, 500kHz, 1MHz, 2MHz, 5MHz, 10MHz, ou o que for possível produzir. Medidor LRC: Instrumento de medição de Impedância Indutiva, Capacitiva e Resistiva. 16

18 Se conseguirmos tal preço, esse equipamento substituirá muitos outros em diversas bancadas, pois concentrará diversos equipamentos extremamente úteis num único, de boa qualidade, acabamento e durabilidade. Abaixo uma possível visão superior do interior da fonte, mostrando a conversão de AC em DC, transformador, retificador e filtros do lado esquerdo, placa-mãe do lado direito com soquetes para receber os módulos opcionais, e reguladores na parte traseira presos ao dissipador com possível ventilador para refrigeração. Na frente à direita, a placa MPC com o processador principal, teclado e display LCD. Numa previsão bastante razoável, acreditamos que a largura da caixa dessa fonte não passe de 25 cm por 20 cm de profundidade e 12 cm de altura. Acima, o diagrama em blocos do modelo Basico-2, onde o controle de tensão e corrente é feito via potenciômetros que controlam tensão de 1 a 4V para a placa de controle básica. Essa tensão é convertida para o controle analógico de tensão e corrente do regulador. Um simples microcontrolador a bordo analisa a informação analógica recebida dos circuitos de sense na saída de cada tensão e informa tal valor nos displays LED de 7 segmentos. A diferença de custo dessa versão para a versão usando teclado e display LCD gráfico 128x64 será pouca, o que provavelmente fará a maioria dos compradores a decidir pelo modelo mais avançado. Numa previsão de custo, acreditamos que, em quantidade esse equipamento não custe mais que R$100, não incluindo os módulos opcionais. Uma fonte completa com 4 ou 5 módulos opcionais não deve custar mais que R$ 200. COMÉDIA ELETRÔNICA 17

19 TABELAS PICLISTBR FORNECEDORES Colaboração de diversos participantes. Lista retrabalhada e confirmada em detalhes por Carmo Munhoz. 18

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