Curso Básico Eletrônica - 03

Portas Lógicas Básicas - Eletrônica Digital

Porta NOT (NÃO)
A porta NOT tem como função inverter o sinal de entrada, ou seja, se na entrada temos um 1 lógico, na saída teremos um 0 lógico e vice-versa:

E S
1 0
0 1

Porta AND (E)
A porta AND combina dois ou mais sinais de sua entrada de modo que somente haverá um 1 lógico na saída, se em todas as entradas houverem um 1 lógico. Podemos comparar uma porta AND a interruptores ligados em série: somente ha condução quando todos os interruptores estiverem fechados:

E¹ E² S
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1


Porta NAND (NÃO E)
A porta NAND é uma porta AND seguida de um inversor (NOT): Teremos sempre na saída NAND o inverso do que teríamos na saída AND

E¹ E² S
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Porta OR (OU)
A porta OR tem na saída um 1 lógico quando em qualquer de suas entradas houver um 1 lógico. podemos compará-la a dois interruptores em paralelo:

E¹ E² S
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1


Porta NOR (NÃO OU)
A porta NOR é uma porta OR seguida da função NOT, o que significa dizer que que a saída é o inverso da saída de uma OR:

E¹ E² S
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0


Porta XOR (OR Exclusiva)
A porta XOR produz na saída um 0 lógico quando na entrada os dois bits forem iguais (0,0 ou 1,1 = 0 lógico) e produz na saída um 1 lógico quando pelo menos um dos bits for diferente (0,1 ou 1,0 = 1 lógico):

E¹ E² S
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Capacitores

Os Capacitores são componentes que, embora não conduzam corrente elétrica entre seus terminais são capazes de armazenar certa corrente, que será "descarregada" assim que não houver resistência entre seus terminais.
Quanto à sua aparência externa, podem variar de acordo com a tensão máxima, capacitância e disposição de seus terminais: Podem ser do tipo axial, com um terminal em cada extremidade, ou, do tipo radial, com os dois terminais na mesma extremidade.
Classificam-se em vários tipos, de acordo com o uso pretendido. Existem os eletrolíticos que são os mais comuns. Cerâmicos também são encontrados com relativa facilidade, embora existam outros tipos usados em casos específicos, como os de tântalo e os de alumínio.
A sua capacitância é medida em farads. Dependendo do caso, pode ser medida em microfarads, nanofarads ou picofarads, para capacitâncias menores.
São úteis para manter estável, por exemplo uma corrente alterna, como um sinal de audio ou então servem de filtro de baixa (por isso a sua utilização em fontes de alimentação).
Basicamente os condensadores são formados por duas placas condutoras separadas por um material dielétrico não condutor. Sua capacitância é diretamente proporcional ao tamanho de suas placas e inversamente proporcional a distância entre elas.
A energia armazenada em um capacitor é expressa em Joules, sendo calculada dividindo-se sua capacitância por dois e depois multiplicando-a pelo quadrado da tensão entre as placas.
W = C/2 . V²
Na associação paralela de capacitores, a capacidade total será a soma de todas as capacidades.
Na associação em série, o inverso da capacidade total será igual ao inverso da soma das capacidades aplicadas.
A tensão limite de um capacitor deve ser respeitada, a fim de que não haja uma perfuração no dielétrico, causando o estrago do componente. Outro fator a ser observado é a polaridade dos terminais, que não devem ser invertidos no caso dos eletrolíticos.
Símbolo geral dos capacitores: duas placas com seus correspondentes terminais.


Transformadores

Os transformadores são componentes capazes de aumentar ou diminuir uma tensão e uma corrente através do eletromagnetismo que flui por suas espiras quando energizadas.
O eletromagnetismo sempre aparece em um condutor quando por ele circular uma corrente. Seus efeitos podem ser observados através de uma bobina ligada e sem núcleo: ao colocar-mos algum abjeto de metal em suas proximidades, notaremos que uma força faz com que esse objeto seja "puxado" em direção ao centro da bobina.
O funcionamento de um transformador é algo semelhante, ao câmbio de uma bicicleta que troca o torque pela velocidade e vive-versa: A corrente no secundário é inversamente proporcional a tensão aplicada no primário e vice-versa, o que quer dizer que para obter-mos mais corrente no secundário precisaremos aplicar maior tensão no primário, assim como uma bicicleta, daí o termo transformador.
A característica básica em um transformador é de ter um núcleo, sem o qual ele não funcionaria.
Podem ser encontrados transfomadores em anel (toroidais) e transformadores com núcleo reto, onde os fios são enrolados em volta do mesmo.
Para calcular o número de espiras, devemos observar estas equivalências:
N1/N2=V1/V2=I2/I1 , ou seja, o número de espiras no primário dividido pelo número de espiras no secundário é igual à tensão do primario dividido pela tensão do secundário e que é igual também à corrente do secundário dividida pela corrente do primário (iversamente poporcional).

Relés

Os relés são componentes eletromecânicos capazes de controlar circuitos externos de grandes correntes a partir de pequenas correntes ou tensões, ou seja, acionando um relé com uma pilha podemos controlar um motor que esteja ligado em 110 ou 220 volts, por exemplo.
O funcionamento dos relés é bem simples: quando uma corrente circula pela bobina, esta cria um campo magnético que atrai um ou uma série de contatos fechando ou abrindo circuitos. Ao cessar a corrente da bobina o campo magnético também cessa, fazendo com que os contatos voltem para a posição original.
Os relés podem ter diversas configurações quanto aos seus contatos: podem ter contatos NA, NF ou ambos, neste caso com um contato comum ou central (C).
Os contatos NA (normalmente aberto) são os que estão abertos enquanto a bobina não está energizada e que fecham, quando a bobina recebe corrente. Os NF (normalmente fechado) abrem-se quando a bobina recebe corrente, ao contrário dos NA. O contato central ou C é o comum, ou seja, quando o contato NA fecha é com o C que se estabelece a condução e o contrário com o NF.
A principal vantagem dos Relés em relação aos SCR e os Triacs é que o circuito de carga está completamentamente isolado do de controle, podendo inclusive trabalhar com tensões diferentes entre controle e carga.
A desvantagem é o fator do desgate, pois em todo o componente mecânico há uma vida útil, o que não ocorre nos Tiristores.
Devem ser observadas as limitações dos relés quanto a corrente e tensão máxima admitida entre os terminais. Se não forem observados estes fatores a vida útil do relé estará comprometida, ou até a do circuito controlado.
Na figura abaixo estão o desenho ilustrativo de um relé (esquerda) e a configuarção mais comum dos contatos dos relés (direita).

Circuitos Impressos
Circuitos impressos são as placas que servem de suporte para os componentes eletrônicos, servindo também para interligá-los eletronicamente através das chamadas trilhas, aquelas faixas de cobre geralmente, desenhadas do lado oposto dos componentes, embora existam placas de dupla face.
Existem diversos tipos de acabamento nas placas de circuito impresso, porém todas elas possuem basicamente as mesmas características ou propriedades:
- As placas são de material isolante, podendo ser de baquelite, fenolite ou fibra de vidro;
- As trilhas são de material condutor, geralmente de cobre ou material semelhante;
- Podem ser utilizados vernizes para proteger as trilhas e evitar que elas oxidem, mas se não utilizados, não interferem no funcionamento do circuito. Uma dica é a aplicação de Iodeto de Prata com um algodão logo após a PCI ter sido corroída e antes da inserção dos componentes, o que evita a oxidação das trilhas de cobre.
Quando compradas, as placas não possuem nenhum desenho ou trilha gravados, devendo estes serem gravados de acordo com a configuração das ligações entre os componentes e o método escolhido para a confecção da PCI.
Uma técnica bastante utilizada é a de desenhar as trilhas com caneta de tinta plástica e depois deixá-la reagir com o percloreto de ferro para em seguida realizar a furação para a inserção dos componentes. O acabamento é razoável, sendo praticamente impossível a realização deste método para circuitos de maior complexidade.
Outra técnica bastante utilizada, consiste em fazer uma cópia xerox do desenho da placa de circuito impresso em uma folha de transparência, para depois tirar outra cópia, esta sendo inversa à primeira e também bastante "caregada" de toner, ou seja, uma cópia forte. O próximo passo é com o ferro de passar em sua temperatura máxima, "passar" o conteúdo da segunda cópia para a placa, transferindo assim o toner contido na folha para o lado cobreado. A seguir, retoca-se eventuais falhas já na PCI e parte-se para a corrosão. O acabamento é muito bom e esse processo é aconselhado para circuitos mais complexos.