Baixe m dos problemas com que se defrontavaa elet e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity!
A U L A
Um dos problemas com que se defrontava a eletrônica consistia no fato de que as válvulas, então empregadas nos sis- temas, além de serem muito grandes, aqueciam demais os equipamentos.
Esse problema foi resolvido com o desenvolvimento do transistor, que possibilitou a miniaturização (grande redução de tamanho) dos circuitos eletrônicos.
Na mesma linha dos transistores, que são usados para acionar cargas de baixa e média potência, foram desenvolvidos outros dispositivos, ou seja, outros componentes eletrônicos, para acionamento de cargas que exijam maior potência. Esses componentes diferem dos transistores por terem maior capacidade de dissipação de calor e por permitirem acionar cargas que operam em corrente alternada.
Tiristores
Retificador controlado de silício (SCR)Retificador controlado de silício (SCR)Retificador controlado de silício (SCR)Retificador controlado de silício (SCR)Retificador controlado de silício (SCR) Depois do diodo semicondutor de duas camadas, apareceram componentes eletrônicos de três, quatro e até cinco camadas semicondutoras. Os tiristores são componentes de quatro camadas (PNPN), utilizados em circuitos controladores e acionadores de diversas cargas, como motores elétricos.
Entre os tiristores, destaca-se o SCRSCRSCRSCRSCR (retificador controlado de silício), que tem três terminais para conexão externa: ∑ o ânodoânodoânodoânodoânodo, ligado à camada P da extremidade; ∑ o cátodocátodocátodocátodocátodo, ligado à camada N da outra extremidade; ∑ a portaportaportaportaporta (ou gate), ligado à camada P interna.
O SCR alimentado com uma tensão positiva no ânodo (e negativa no cátodo) adquire uma resistência elétrica elevada, que evita a passagem de corrente. Porém, quando uma tensão positiva é aplicada à porta, mesmo que seja por um curto tempo, começa a circular uma corrente que sai do cátodo, atravessa a região da porta e acaba sendo atraída pelo potencial positivo
A U L A
Um problema
símbolo do SCR
EletrÙnica:
circuitos especiais
9
do ânodo. A resistência elétrica do SCR cai para valores bem abaixo de 1 ohm. A U L A O SCR funciona como uma chave eletrônica.
DIAC e TRIACDIAC e TRIACDIAC e TRIACDIAC e TRIACDIAC e TRIAC
O DIAC é um caminho bidirecional para passagem de corrente. Essa característica o torna um componente indicado para aplicações em corrente alternada, pois neste caso a corrente vai e vem.
O TRIAC é um DIAC com um terminal de controle (porta), como o do SCR. Seu funcio-namento se assemelha ao do SCR, com a vantagem de que pode ser disparado com qualquer sentido de corrente, o que o habilita a operar em sistemas de corrente alternada.
AplicaÁ„o dos tiristores no acionamento de cargas elÈtricas
Os tiristores podem ser combinados para acionar uma carga elétrica. Neste caso, um motor de corrente alternada. A “onda” que aparece do lado esquerdo do circuito representa a tensão alternada, que pode ser retirada da própria rede elétrica. Suas variações são suaves (senoidais): começam do zero e avançam até atingir um valor máximo positivo, depois caem, passam pelo zero de novo, atingem um valor máximo negativo e voltam ao zero. Assim é a tensão alternada das tomadas. O sobe e desce da tensão se repete 60 vezes por segundo.
SCR desligado e em condução
TRIAC
aplicação de DIAC e TRIAC no controle de potência de motores de corrente alternada
DIAC
9
A U L A
Porta E: Dados de uma porta E Porta E: “Se a entrada A e a entrada B receberem nível 1, a saída apresenta nível 1” Entradas Saída A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 0 0 0 1
Símbolo adotado no Brasil Símbolo adotado nos EUA
continua
Porta OU: Dados de uma porta OU Porta OU: “Se a entrada A ou a entrada B receberem nível 1, a saída apresenta nível 1” Entradas Saída A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 0 1 1 1
O circuito eletrônico que resolve esse problema é uma porta EEEE, com duasE entradas (uma para cada sensor) e uma saída. Seu símbolo é:
Para simplificar ainda mais, passou-se a chamar o estado “desacionado” de zero (0), e o acionado de um (1). Esses níveis 0 e 1 são também chamados níveisníveisníveisníveisníveis lógicoslógicoslógicoslógicoslógicos, pois representam termos bem claros, bem definidos e opostos, como altoaltoaltoaltoalto e baixobaixobaixobaixobaixo, fechadofechadofechadofechadofechado e abertoabertoabertoabertoaberto, friofriofriofriofrio e quentequentequentequentequente etc.
Os níveis 0 e 1 são os dígitos do sistema de numeração bináriosistema de numeração bináriosistema de numeração bináriosistema de numeração bináriosistema de numeração binário, um sistema estranho para nós que estamos acostumados ao sistema decimal (sistema com dez dígitos, 0 a 9), mas muito familiar para um ramo da eletrônica denominado eletrônica digitaleletrônica digitaleletrônica digitaleletrônica digitaleletrônica digital. O sistema binário possui apenas dois dígitos, 0 e 1, que são suficientes para representar qualquer quantidade, como no sistema decimal. Assim, para representar a quantidade zero, usa-se o 0; para representar a quantidade um, usa-se o 1; dois é representado por 10 (lê-se um zero), três por 11 (lê-se um, um). Existe até mesmo uma palavrinha inglesa que identifica o dígito binário: bit (binary digit).
Os circuitos digitais são circuitos eletrônicos que operam com dígitos binários (bits). É sempre bom lembrar, para não perder o fio da meada: cada bit representa um nível de tensão elétrica. O nível 0 geralmente representa uma tensão de 0 volt, enquanto o nível 1 deve representar o nível mais alto de tensão existente no circuito. Daí surge a idéia de circuitos digitais trabalharem somente com SIM ou NÃO, CERTO ou ERRADO, VAI ou NÃO VAI, 0 ou 1.
Os circuitos que desenvolvem funções digitais são representados por símbolos, como os da tabela a seguir.
A B
S
A B
S
9
A U L A
Para poder interpretar o funcionamento dos circuitos lógicos digitais, deve- se ter em mente que 0 equivale a não acionadonão acionadonão acionadonão acionadonão acionado e 1 equivale a acionadoacionadoacionadoacionadoacionado.
A partir da década de 60, foram desenvolvidas técnicas de construção de componentes em miniatura. Assim, foi possível integrar grandes circuitos num só pedaço (pastilhas) de silício. Surgiram os circuitos integrados, principais componentes da moderna eletrônica.
A figura a seguir mostra o microprocessador MC68030 (da empresa Motorola) e suas dimensões externas reais. O componente possui 275.000 transistores e uma enorme quantidade de outros componentes integrados, como resistores. É uma peça-chave de diversos microcomputadores fabricados por companhias como Apple e Hewlett Packard.
Entradas Saída A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 0 1 1 0
Símbolo adotado no Brasil Símbolo adotado nos EUA
Porta OU EXCLUSIVO: Dados de uma porta OU EXCLUSIVO Porta OU EXCLUSIVO: “Se exclusivamente uma das entradas apresentar nível 1, a saída apresenta nível 1”
Porta NÃO OU: Dados de uma porta NÃO OU Porta NÃO OU: “Opera de modo inverso ao da porta OU” Entradas Saída A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 1 0 0 0
Símbolo adotado no Brasil Símbolo adotado nos EUA
Porta NÃO E: Dados de uma porta NÃO E Porta NÃO E: “Opera de modo inverso ao da porta E” Entradas Saída A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
S 0 0 0 1
Símbolo adotado no Brasil Símbolo adotado nos EUA
Porta E: Dados de uma porta NÃO Porta NÃO: “A saída apresenta nível lógico contrário ao da entrada” Entradas Saída A 0 1
S 1 0
Símbolo adotado no Brasil Símbolo adotado nos EUA
continuação
9
A U L A Teste seus conhecimentos. Faça os exercícios e confira suas respostas com as do gabarito.
Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 Assinale VVVVV (Verdadeiro) ou FFFF (Falso) para as seguintes afirmações sobreF os tiristores: a)a)a)a)a) (^ )^ o SCR possui três terminais: ânodo, cátodo e porta; b)b)b)b)b) (^ )^ o DIAC possui dois terminais: ânodo e porta; c)c)c)c)c)^ (^ )^ o TRIAC não possui o terminal porta; d)d)d)d)d) (^ )^ sendo um componente bidirecional, o TRIAC serve para controlar corrente alternada.
Marque com X a resposta correta.
Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 É considerado procedimento correto de disparo do SCR: a)a)a)a)a) (^ )^ ligar o SCR diretamente na rede elétrica; b)b)b)b)b) (^ )^ aplicar uma tensão elétrica positiva e suficiente entre porta e cátodo, com uma tensão positiva entre ânodo e cátodo; d)d)d)d)d) (^ )^ submeter o SCR a uma elevada tensão negativa entre ânodo e cátodo; e)e)e)e)e) (^ )^ ligar um DIAC à porta do SCR.
Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Se as entradas A e B de uma porta lógica estão com os níveis 0 e 1 (A = 0, B = 1), marque 1 ou 0, conforme ficar sua saída se esta porta for: a)a)a)a)a) (^ )^ OU; b)b)b)b)b) (^ )^ E; c)c)c)c)c)^ (^ )^ NÃO E; d)d)d)d)d) (^ )^ OU EXCLUSIVO.
Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Circuitos integrados são: a)a)a)a)a) (^ )^ qualquer circuito eletrônico, desde que seja pequeno; b)b)b)b)b) ( ) circuitos com milhões de transistores; c)c)c)c)c)^ (^ )^ circuitos, digitais ou não, com componentes miniaturizados, reunidos numa única pastilha semicondutora; d)d)d)d)d) ( ) circuitos digitais construídos numa única pastilha semicondutora.
ExercÌcios
