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Entenda e Teste os LEDs!






    Hoje vou te ensinar de fato, como testar um dos componentes mais importantes e mais revolucionários da eletrônica, o LED!

    O circuito apresentado é bem fácil de montar e será útil também quando eu lançar o próximo post. Ele funciona como uma fonte de corrente regulável específico para LEDS o que te permite testar sem queimar o coitado do LED desconhecido.

    Comprei um lote com 1000 LEDs que não tenha nenhuma informação e isso me salvou de danificar esses componentes. Monte esse circuito.

    Mais adiante vou fazer uma automatização  e vou usar o Arduino IDE porque eu quero que vocês entendam  como funciona o processo de gerar curvas e gráficos automáticos. Vocês vão perceber que esse exemplo vai muito além de testar LEDs ! As aplicações são quase infinitas! Você vai perceber que esse princípio vai te habilitar  a projetos mais sofisticados que pode  diferenciar seu produto e sair do meio da boiada.

    Através de um circuito para efetuar testes de LEDS sob correntes constantes.


Mas antes de entrar no assunto do post, vou entrar brevemente no "Momento Empreendedor", pois recebi muitos e-mails pedindo para que eu continue incluindo esse momento em meus vídeos e postagens!

DENTRO DE VOCÊ, EXISTEM 3 PESSOAS



    Eu indico para vocês o livro "O Mito do Empreendedor", que dá um exemplo clássico que serve para todos nós, de uma pessoa que sabe fazer um bom café, e decide abrir uma cafeteria, mas isso não significa que ele terá sucesso com essa cafeteria.

    Para ter sucesso, você precisa entender não só do negócio, mas DE negócios.

    Ser técnico em uma área, não habilita você a ser um empresário dessa área.

    Ou seja, se uma pessoa gosta de trabalhar com algo, é técnico na árte, mas não gosta de cuidar do planejamento e processos que envolvem a rotina operacional desse negócio, talvez seja melhor que ela trabalhe em alguma empresa da área ao invés de ter a sua própria empresa.


Você deve ter no mínimo 3 pessoas dentro de você:

Empreendedor (10%)
- Inovador
        - Vê oportunidades em todos os lugares
- As vezes cria o caos dentro de você

Administrativo (20%)
- Ordenado
- Pragmático

Técnico  (70%)
- Conhecimento específico 
( Engenharia, Eletrônica e Mecânica )

Muitas vezes o empreendedorismo entra na vida das pessoas por necessidade! O empreendedor é um cara inovador, às vezes acaba criando um caos dentro de si mesmo e cabe a cada um analisar qual o lado tem mais facilidade.

Dito isso, vamos para o assunto do post. 


RECURSOS USADOS

    • 1x Fonte de 12V.
    • 1x LM 358.
    • 1x Transistor 2N7000.
    • 1x potenciômetro multivoltas de 10k.
    • Resistores de 10k, 1M, 3r9 e 220r.
    • 1x mini protoboard
    • Leds
    • fios
( Se você precisar soldar em cima dele com baixo custo )
Microscópio AD106S : https://bit.ly/2VM1ZdQ ( usei esse no vídeo )
( de baixo custo muito bom com 4 polegadas )
( Se você precisa de um multímetro bom e preciso indico esse: )
( Se você precisar soldar em cima dele com Luz abaixo e acima da placa com 7 polegadas de display esse é o cara ! )
Microscópio HAYEAR 14 megapixel : https://www.banggood.com/custlink/vv3...
( Se você precisar soldar em cima dele com uma boa altura e base de metal, sem display , mas foi o melhor para fazer medidas precisas, usa um CCD da Sony muito bom ! ) o Software de é excelente !

DIODOS EMISSORES DE LUZ

    Os diodos emissores de luz, conhecidos mais comumente pelo seu acrônimo LED (Light-Emitting Diode), são diodos de junção P-N, na qual a principal forma de dissipação de energia é a luz, e não o calor como seus correlatos de silício e germânio. Atualmente existe uma diversidade enorme de formas e características desse tipo de dispositivo eletrônico. Vamos nos ater aos mais elementares, como o led vermelho apresentado ao lado.


OS PRIMEIROS

    A eletroluminescência é um fenômeno conhecido desde o início do século XX, mas sua aplicação prática na construção dos LEDs só viria a acontecer de fato no início dos anos 60, quando os primeiros LEDs capazes de emitir na faixa do infravermelho, usando um substrato de Arsenieto de Gálio (GaAs) como substrato semicondutor, foram testados e considerados viáveis em aplicações práticas.

    Abaixo vemos uma parte da primeira página da patente do LED de zinco, proposta por James R. Biard e Gary Pittman, em 1962. Note que a emissão do LED é mais intensa em uma faixa estreita do espectro, mas não pode ser considerada monocromática.


    Daí em diante, outras combinações baseadas no LED de Biard e Pittman foram sendo desenvolvidas, aparecendo os LEDS nos espectro visível como o vermelho, o amarelo, o verde o laranja-vermelho. Além disso, melhorias foram realizadas visando a maior emissão de luz, criando os LEDs de alto brilho e alta eficiência. Outros materiais foram empregados em seguida, como: o fosfeto de arseneto de gálio (GaAsP), arseneto de índio (InAs) até atingir o nitreto de gálio para construção dos LEDs verde e azul
    
     A busca por novos materiais continua até hoje, permitindo uma variedade maior de cores, estreitamento da largura de banda eletromagnética, eficiência, miniaturização e intensidade.


IDENTIFICAÇÃO DOS LEDs

    Os LEDs podem ser encontrados hoje em dia numa variedade enorme de formatos, potência, cores e etc. Nos LEDs mais comuns, podemos reconhecer um padrão que permite a identificação de seus terminais. Mas para maiores informações sobre um dispositivo, sempre recomendamos a leitura da folha de dados do componente, disponibilizada pelo fabricante.


Foto da estrutura interna de um LED de 10mm cristal azul


Foto da estrutura interna de um LED de 10mm cristal azul (detalhe)


CIRCUITO DE TESTE

    O circuito responsável pelo teste dos LEDs será uma fonte de corrente controlada por tensão. Para controle da fonte de corrente, utilizaremos um amplificador operacional para garantir o controle da corrente.

    O objetivo do circuito é associar a uma determinada corrente uma tensão de polarização e uma intensidade luminosa.

    Algo como descrito pelas curvas encontradas nas folhas de dados de LEDs, como a mostrada ao lado para um LED vermelho de 5mm da Vishay. Por hora, faremos as medidas utilizando um multímetro.

O divisor de tensão formado por R5 e o potenciômetro de CONTROLE deverá fornecer uma tensão variável de 0 a 6V, que chamaremos de Vin.

    Essa tensão Vin servirá de referência para que operacional tente manter a mesma tensão sobre o resistor RSHUNT de 220 ohms. Como sabemos, operacional tentará manter a diferença de potencial entre seus terminais de entrada igual a zero, nesta configuração com realimentação negativa.

    Para diminuir essa diferença de potencial, o operacional atuará sobre o terminal gate do MOSFET 2N7000, aumentando a tensão VG, o que permitirá um fluxo maior de corrente por esse componente e consequentemente por RSHUNT e pelo LED D4. R3 e R2 são para limitar a corrente e garantir o potencial no gate de Q1.

    Como a tensão Vin deverá variar de 0 a 6V, a corrente em RSHUNT deverá ser de 0mA a 27,3mA.

SIMULANDO O CIRCUITO

    Vamos aplicar um sinal variável de 0 a 6V em Vin, em forma de rampa ascendente, manter por alguns instantes e, numa rampa descendente, retornar o valor de Vin igual a zero volts, observando o comportamento de VSHUNT, que deve repetir o mesmo comportamento, indicando a tentativa do operacional de manter a diferença de potencial entre seus terminais de entrada igual a zero.

Vin x VSHUNT


    Mantendo o mesmo sinal de Vin, vamos avaliar a variação da corrente no LED D4, que deverá variar de 0mA a aproximadamente 27mA e retornar a zero novamente.

Vin x Corrente no LED D4


    Podemos observar aqui que a corrente através do LED D4 (em amarelo) atingiu um patamar de aproximadamente 27mA quando a tensão Vin (em vermelho) atingiu o patamar de 6V.


    Podemos determinar a queda de tensão para o LED D4, subtraindo a tensão obtida em seu catodo da tensão da fonte. Vamos observar qual deve ser então seu comportamento enquanto a fonte de corrente aumenta a corrente que atravessa o LED D4.

Queda de tensão a corrente no LED D4

    Vemos abaixo a simulação do comportamento da tensão no LED. Podemos ver que para uma corrente de algumas dezenas de micro amperes, a diferença de potencial começa a aumentar rapidamente. Esse comportamento vai se atenuando enquanto a tensão tende à tensão de operação de 2,54V.


MEDIDAS REAIS

    O comportamento do circuito aproximou-se muito do previsto no seu desenvolvimento teórico. Tanto quanto foi possível determinar utilizando o multímetro.
    
    Mas observando o circuito, percebemos que é possível utilizar um micro controlador e suas entradas analógicas para capturar estes dados, permitindo uma avaliação mais rica. 
    
    Utilizando um potenciômetro digital, podemos ainda dar a esse micro controlador o controle sobre a corrente que flui pelo LED.


    






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1 Comentários

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