Saber Eletronica, Notas de estudo de Física

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4 I SABER ELETRÔNICA 464 I Setembro/Outubro 2012

índice

16 46

Editorial

Saber Eletrônica na Internet

Acontece

03 06 Fiee ............................................................................. 05 Lecroy ................................................................................ 07 Senac ...................................................................... 13 National .................................................................. 15 Keystone ................................................................. 21 Farnel ................................................................. 29 Metaltex ................................................................ 31 Honeywell ............................................................. 35 Patola ...................................................................... 45 Tato ........................................................................ 45 Blue Color ............................................................ 51 Globtek ................................................................. 63 Mouser ................................................................ 2ª Capa Nova Saber .......................................................... 3ª Capa CIKA .................................................................... 4ª Capa Índice de anunciantes

Tecnologias

16 Chip DLP, da Texas: 2,2 Milhões de Microespelhos que Revolucionam as Projeções 22 PWM 3-Níveis: A nova Tecnologia para Inversores de Frequência

Opinião

30 Que mal tem estimular a Produção Local?

Eletrônica Aplicada

32 Como Funciona o Telefone Celular – Parte 2

Desenvolvimento

36 Realimentação: Estabilidade – Parte Final 42 Analisador Lógico com CPLD

Componentes

46 Como Funcionam os Conversores A/D - Parte 1

Sensores

53 Controle de Motores DC Brushless (sem escova)

Instrumentação

57 Realização de Testes com a Interface JTAG: Verificação das Interconexões Sem o Uso de Agulhas ou Pontos de Teste 61 Escolhendo o Melhor Multímetro 64 Ponta de Prova de RF para Multímetro 08

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8 I SABER ELETRÔNICA 465 I Outubro 2012 De 13 a 16 de novembro próximos, a feira “electronica 2012” apresentará o uni- verso completo de hardware e software para o segmento de plataformas embe- dded – desde PCs industriais e unidades de controle industrial até soluções de depuração de software e ferramentas completas de desenvolvimento para microcontroladores. Adicionalmente, a primeira conferên- cia de plataformas embarcadas (ou embedded) será realizada nos dias 14 e 15 de novembro. Além de mostrar como escolher os melhores módulos embarcados, a conferência responderá questões fundamentais sobre seleção de componentes e projetos de sistemas. Juntamente com a exposição e o fórum, ela completa o conceito dos três pilares para o segmento embedded. De acordo com os prognósticos da BITKOM (Associação Alemã para Tecnologia da Informação, Telecomunicações e Novas Mídias), as vendas de sistemas embarcados (embedded) na Alemanha deverão ultrapassar o valor de 20 bilhões de euros no primeiro semestre de 2012. O crescimento esperado desse mercado deverá girar em torno de seis por cento para este ano. Em vários setores, os sistemas embedded tornaram-se indispensáveis: os moder- nos smartphones e os roteadores con- tam com eles tanto quanto os sistemas de controle industrial. Sua importância é cada vez maior na construção de máquinas, na fabricação de automóveis e na tecnologia médica. Diversos fabricantes oferecem soluções completas cada vez mais eficientes para setores de aplicações específicas. Entretanto, por outro lado, elas estão causando um aumento na interação entre as especificações de todos os componentes do hardware e do software. Conferência de Plataformas Embedded Arquitetos de sistemas e desenvolvedo- res irão descobrir, nessa Conferência, tudo que precisam saber para a esco- O mundo dos sistemas embarcados na “Electronica 2012” lha dos módulos embedded certos, tal como: a plataforma do processador, o sistema operacional, os drivers e a tec- nologia de networking. Nos dias 14 e 15 de novembro próximos, os principais fabricantes de semicon- dutores e ferramentas como a Atmel, Farnell, Freescale, Fujitsu, Infineon,Texas Instruments, TQ Systems e a Toshiba informarão aos participantes sobre o uso de multicore , multiprocessamento, DSP (processamento de sinal digital), USB ( universal serial bus ), Ethernet, controle de motores, segurança, baixa potência, migração, freeware e open source no Press Center East (Centro de Imprensa). Maiores informações são disponibili- zadas em: www.electronica.de/en/ embedded-platforms. Novos segmentos de aplicações e maior eficiência energética Na “electronica” deste ano, a Freescale se fará presente com o seu grande portfólio de processadores ARM. A empresa também mostrará o primeiro microcontrolador baseado no ARM Cortex-M0+, que é atualmente o mais eficiente processador (em termos de energia) do mercado. Outras inovações incluem as mais recentes soluções nos setores de alimentação de energia e gerenciamento, metrologia e building management. A Kontron focalizará também o tópico da “eficiência de energia” durante a feira. Ela apresentará o novo Kontron Com- puter-on-Module “ULP-COM-sAT30”, que é particularmente pequeno e flexível. Este módulo foi desenvolvido visando aplicações em POS/POI, fontes de alimentação, sinalização digital, se- gurança e monitoramento, tecnologia médica e tecnologia de defesa. Além dos módulos de baixíssima po- tência, a companhia mostrará ainda as novas motherboards (placas-mãe) base- adas nos padrões Pico-ITX e Mini-ITX, as quais permitem reduzir os custos e o consumo de potência de aplicações tipo “Imaging-centric, low profile”. O software Village e o Fórum Embedded para conhecimento em profundidade Uma ótima interação entre hardware e software continua crescendo em impor- tância no desenvolvimento de sistemas embedded. Ela se aplica tanto ao firmwa- re integrado interno do componente quanto aos sistemas independentes que se comunicam com o hardware em questão. Software baseado em hardware continuará como um tópico igualmente importante para exibidores e visitantes da feira 2012. Por exemplo, o OSADL – Open Source Automation Development Lab apresentará projetos atuais de pesquisa e trabalhos referentes a tópicos como treinamento, garantia de qualidade, recomendações legais e certificação do software. O fórum Embedded, no Hall A6, proporcio- nará aos visitantes uma visão mais profunda desse segmento especializado. Entre outras coisas, sua programação inclui palestras sobre temas como “ Smart Metering ”,“ARM

• based Computers & Processors”, “Energy Management & Efficiency ” e “Electronic Lighting – Software Development”. Uma listagem atualizada das palestras do Fórum Embedded está disponível online. Informações sobre a feira A “electronica” é atualmente a líder mundial entre as feiras que expõem componentes eletrônicos, sistemas e aplicações. Ela vem sendo realizada a cada dois anos, em Munique – Alemanha, desde 1964, apresentando sempre ino- vações dentro do universo de produtos e serviços da indústria eletrônica. Essa feira é a mais importante reunião in- ternacional da indústria eletrônica, onde além das áreas de exposições, existe uma programação de suporte contendo con- ferências de 1º nível abordando eletrô- nica automotiva, plataformas embedded, wireless congress , etc. para discussões. Na última edição da feira (em 2010) estive- ram presentes aproximadamente 72. visitantes, que foram atendidos por 2. expositores. Sua área total de exposição correspondeu a 142.500 m².

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10 I SABER ELETRÔNICA 465 I Outubro 2012 A Texas Instruments Incorporated (TI) anunciou 12 novos microcontroladores de segurança Hercules™ TMS570 ARM® Cortex™-R4, o circuito integrado de gerenciamento de potência de segurança (PMIC) multi-rail TPS65831-Q1 comple- mentar e o driver de motor de segurança DRV3201-Q1. Os microcontroladores de segurança Her- cules TMS570, junto ao primeiro PMIC de segurança funcional da Texas Instru- ments e ao primeiro driver de motor de segurança funcional do setor, formam um “chipset de controle de motor de segurança” e maximizam a detecção e a redução de falhas ao mesmo tempo que minimizam a sobrecarga do software. O novo chipset de segurança para con- trole do motor contempla os pacotes de auxílio para projetos SafeTI- e SafeTI-26262, ajudando os clientes a alcançarem mais facilmente a certificação IEC 61508 e acelerarem o tempo de colocação no mercado, com aplicações de controle do motor automotivas e de transportes críticas para a segurança. Perfeitos para sistemas de auxílio avançado ao motorista, direção hidráulica elétrica, veículos híbridos e elétricos, controle de propulsão para trilhos, aviação e con- trole de derrapagem, veículos off-road e outros, os novos microcontroladores de segurança Hercules TMS570 expandem a linha de produtos, que passa a incluir 36 configurações que os clientes podem escolher para atender às necessidades específicas de cada aplicação. Os novos microcontroladores de se- gurança de ponto flutuante Hercules TMS570LS12x/11x oferecem memória adicional e configurações de desempenho com mais capacidades de controle de mo- tor, enquanto os microcontroladores de segurança Hercules TMS570LS04x/03x oferecem uma solução de entrada com encapsulamento menor e custo mais baixo, e com interfaces de controle do motor integradas. O PMIC compatível combina várias fontes de alimentação e características de segurança em um único dispositivo para reduzir o tempo de pro- jeto e espaço na placa. Primeiro no mer- Microcontroladores de segurança Hercules™ TMS570 ARM, circuito integrado de gerenciamento de potência (PMIC) e driver de motor cado a oferecer suporte à funcionalidade iniciar/parar, o driver de motor integra arquitetura de segurança funcional para proteção e monitoramento. Recursos do Hercules TMS570:

• Maior gama de opções de desem- penho de memória, com núcleos ARM Cortex-R4 de 80 MHz a 180 MHz, e memória flash de 256 KB, 384 KB, 1 MB e 1,25 MB.
• Alcançam as certificações ISO 26262 e IEC 61508.
• Recursos de segurança de hardwa- re oferecem um alto nível de diag- nóstico online com núcleos em sin- cronia; proteção de memória para a CPU e masters de barramento; código de correção de erros (ECC) para Flash e RAM com correção de erros de um bit e detecção de erros de dois bits (SECDED); autoteste integrado (BIST) para CPU e RAM para detecção de potenciais falhas latentes etc.
• Capacidade de controle do motor integrada com PWM aperfeiçoada, interfaces de captura de sensores e codificador de quadratura no chip eliminam os múltiplos componentes externos para o controle do motor. Compatibilidade de pinos com os microcontroladores de segurança Hercules TMS570LS31x/21x, que foram introduzidos no ano passado e cuja produção está programada para começar em 31 de outubro de 2012 (apenas os microcontrolado- res de segurança de ponto flutuante Hercules TMS570LS12x/11x).
• Conectividade FlexRay™, CAN, Ethernet, LIN no próprio chip abre caminho para redes automotivas- -padrão. Recursos do TPS65381-Q1:
• Inclui múltiplas fontes de alimenta- ção em um único encapsulamento, inclusive um conversor buck de fonte de alimentação de modo cha- veado assíncrono com transistor de efeito de campo (FET) interno, o qual converte a tensão de entrada da bateria para 6V de saída antes do regulador, que fornece para outros reguladores.
• Uma fonte de sensor integrada adi- cional oferece proteções “short-to- -ground” e “short-to-battery”, que podem fornecer energia para um sensor fora da unidade de controle eletrônica (ECU).
• A arquitetura de segurança fun- cional integra recursos como vigilância de perguntas- respostas, monitor de sinais de erros do MCU, monitoramento de clock nos osci- ladores internos, autoverificação no monitor do clock, verificação de redundância cíclica (CRC) na memória não volátil e um circuito de reinicialização para o micro- controlador. Um BIST permite o monitoramento da funcionalidade do dispositivos na inicialização, e um estado de diagnóstico permite ao microcontrolador verificar as funções de segurança do PMIC. Recursos do DRV31201-Q:
• Driver de bridge dedicado ao con- trole de motor DC automotivo brushless trifásico, oferecendo seis drivers dedicados para transisto- res MOSFET N-Channel de nível normal de carga de até 250 nC. As correntes source-sink do driver são programáveis para um fácil ajuste da inclinação de saída.
• O primeiro driver de motor do mercado compatível com funcio- nalidade iniciar/parar, permitindo controle total dos estágios de po- tência com baixa tensão de bateria até 4,75 V.
• A arquitetura de segurança fun- cional integra recursos como monitoramento de tensão “drain- -to-source” (VDS), comparadores de fase, proteção “shoot-through”, controle de tempo ocioso, aviso e proteção de temperatura, detecção de tensão da bateria para proteção conta sobre e subtensão.

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2012 I Outubro I SABER ELETRÔNICA 465 I 11 A Fluke Corporation anuncia a disponi- bilidade de suas novas ferramentas para a manutenção preventiva de sistemas elétricos, intituladas “janelas de inspeção”. A companhia é o único fornecedor do mercado a dispor de ferramentas do tipo “janelas de inspeção”, compatíveis com as certificações da instituição americana UL e da CSA, além de tecnologia ClirVuR. As ferramentas Fluke são equipadas com lente de cristal óptico totalmente insolú- vel e sistema revolucionário de segurança. Por meio da termografia infravermelha é possível medir a quantidade de calor emi- tido por componentes elétricos detec- tando anormalidades térmicas associadas com falhas elétricas, que podem causar situações de risco, danos a equipamentos e paradas de produção. Entretanto, ao vis- toriar equipamentos em funcionamento, os profissionais expõem-se a perigos po- tenciais, como faíscas e choques elétricos ou explosões, toda vez que abrem uma tampa de painel elétrico. As “janelas de inspeção” foram desenvol- vidas justamente para permitir que o termografista consiga visualizar e gravar as imagens térmicas durante a inspeção, sem a necessidade de abrir os painéis, reduzindo o risco de exposição. As ins- peções são realizadas por meio da janela, com o sistema energizado e sem retirada da tampa do painel, de forma totalmente segura. Possibilitando uma visão clara de motores e mecanismos de distribuição por meio de inspeções infravermelhas, ultravioletas (UV) e com luz visível, atuam em uma grande variedade de aplicações, como instalações industriais, prédios co- merciais, hospitais, empresas de energia elétrica e hidráulica, entre outros. As lentes das ferramentas são de cristal óptico resistentes a arcos elétricos e testadas para suportar pressões e tempe- raturas extremas de um evento de falha com arco elétrico de até 50 kA. Em 2009, a companhia ampliou esse comprometi- mento com a qualidade e a segurança, ao adquirir a Hawk IR International. A Fluke oferece três tipos de janelas de ins- peção infravermelha da série C. O modelo CLKT é certificado para uso externo e interno, já os CLKTO e CLV são indicados para uso interno.Todas as diferenciações apresentam o exclusivo revestimento ClirVuR da Fluke, que sela totalmente a lente de cristal óptico (incluindo suas bordas), tornando-a impenetrável para umidade e vibração, além de protegê- -la do desgaste devido à exposição aos raios UV. As lentes ópticas com ClirVu são insolúveis e têm a garantia de nunca se degradarem, mesmo quando expostas a ácidos e álcalis suaves. Das milhares de janelas de inspeção infra- vermelha Fluke CLKT instaladas, nenhuma foi devolvida devido a degradação por umidade ou transmissão. As proprieda- des antiestáticas do revestimento ClirVu também ajudam a repelir poeira e sujeira, a fim de manter ambos os lados da janela limpos para uma transmissão infraverme- lha melhor. As janelas de inspeção infravermelha Fluke trazem benefícios como a transmissão de até 96% da energia emitida, produzindo uma imagem mais detalhada. Oferecem ainda uma visão mais clara do equipa- mento que está sendo inspecionado e apresentam uma área de visualização maior que outras janelas do mercado. Além disso, como toda a área da lente de cristal óptico está disponível para transmissão infravermelha, o produto fornece resultados otimizados que podem ser repetidos. Janelas de Inspeção Infravermelha que suportam pressões e temperaturas extremas Esse novo sistema conector de alta densi- dade, com micropasso, oferece desempe- nho de alta velocidade, aterramento sem paralelo e flexibilidade de roteamento com o seu conhecido SEARAY de pino aberto de 1,27 mm x 1,27 mm, mas com um projeto de micropasso de 0,8 mm requer 50% menos de área de placa. Ele economiza espaço real na PCI, sendo disponibilizado em modelos de 4 e 6 fileiras com até 180 I/Os (números de pinos até 300 I/Os estão em projeto). As séries SEAM8/ SEAF8 de Soquetes & Terminais Micropasso SEARAY fazem parte do sistema de contatos paten- teado Edge Rate, da Samtec, projetado para obter-se uma integridade de sinais superior em aplicações robustas e de alta ciclagem. O desenho do contato reduz, inclusive, as forças de inserção e extração – uma consideração impor- tante quando do projeto de arrays de pinos de alta densidade. O novo SEARAY de alta densidade com micropasso de 0,8 mm vem com uma escolha padronizada de alturas de 7 mm e 10 mm e terminais para soldagem livre de chumbo. O sistema usa tecnologia solder charge para simplificar a operação de refluxo IR e melhorar a confiabilidade da junção soldada, o que reduz a expo- sição ao calor extremo (especialmente significativo devido às temperaturas mais elevadas que são requeridas nos processos de soldagem livre de chumbo). A família de conectores SEARAY , High Speed/High Density, inclui sistemas grid array de 1,27 mm x 1,27 mm com até 500 I/Os. Eles estão disponíveis em alturas desde 7 mm até 17,5 mm, em desenhos em ângulo reto para aplica- ções em micro PCIs de alta velocidade e num projeto press-fit que elimina preocupações de processamento para conectores estilo BGA. O SEARAY-LP é um arrow de alta densi- dade, baixo perfil, com alturas tão bai- xas quanto 4 mm. Conjuntos de cabos coaxiais de alta velocidade casados, sistemas ryser de alta densidade de até 40 mm, e stackers de 84 ohms também são disponibilizados Sistema de Interconexão SEARAY

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14 I SABER ELETRÔNICA 465 I Outubro 2012 A empresa norte-americana Synopsys, Inc. - líder de inovações nas áreas de projeto, verificação e fabricação de chips e sistemas – acaba de anunciar o seu último release: as ferramentas de síntese de FPGAs - a “Synplify Pro” e a “Synplify Premier”. As recém-lançadas “2012.09 Synplify” incorporam novas capacidades para a isolação de múltiplos erros e fixação de incrementos, as quais aceleram a implementação de FPGAs (Field Pro- grammable Gate Arrays). Tais caracte- rísticas permitem aos projetistas de FPGAs e aos engenheiros que desen- volvem protótipos baseados no desdo- bramento dos FPGAs, uma economia de semanas nos seus cronogramas de desenvolvimento – conforme pode ser visto nos sistemas HAPS da Synopsys. A ferramenta “2012.09 Synplify Pre- mier” oferece, também, melhorias significativas para os engenheiros que enfocam FPGAs da Altera e da Xilinx e, pela primeira vez, inclui suporte para os “Achronix Speedster 22i HD FPGAs”. Para os engenheiros que visam os dispo- sitivos da Série Xilinx 7, um novo setup de assistência e checagem (automati- zado) para a suíte de Projetos Vivado simplifica a migração do software de projeto Xilinx ISE, poupando tempo e melhorando os resultados. Já para os projetistas que enfocam os FPGAs da Altera, esta nova versão da ferramenta fornece capacidades de alta confiabilidade como, por exemplo, memórias com redundância modular tripla (TMR) e código de correção de erro (ECC) com inferência automática. Os clientes Synplify com as configu- rações comercializadas da Pro e da Premier podem, agora, visar FPGAs – Achronix Speedster 22i HD, que são construídos na tecnologia de processo de 22 nm (da Intel), utilizando transis- tores Tri-gate 3-D. As novas capacidades do software Synplify Premier já citadas, juntamen- te com a capacidade melhorada de “continue-on-error”, podem significar Novas Ferramentas de Síntese de FPGAs da Synopsys, Inc. menores ciclos de projeto devido ao aumento de velocidade e à redução do número de iterações que são neces- sárias para a criação bem-sucedida de um FPGA design em placa. Essas características (incluindo scripts TCL, conversão de clock e relatório de erros) podem identificar e isolar, auto- maticamente, módulos com múltiplos erros e problemas de interface duran- te uma simples rodagem de síntese. Os módulos com erros podem ser exportados, ficando simultaneamente com o projeto principal e, depois, se- rem absorvidos de forma incremental no projeto. Além disso, melhorias na especificação de “conversão de clo- ck” permitem que os usuários criem antecipadamente os custom reports (relatórios) no programa de síntese, e realizem buscas baseadas em scripts TCL na base de dados do projeto para identificar os clocks convertidos. A possibilidade de determinar se a conversão foi completada conforme o planejado, poupa tempo de debug (depuração) aos projetistas, sendo particularmente útil no início da cons- trução de um protótipo on-board. “Nós temos trabalhado em conjunto com a Synopsys, já há mais de um ano, para garantir uma prefeita integração entre a Synplify e a suíte Vivado Design quanto ao suporte dos clientes que usam nossos FPGAs – série 7”, disse Tom Feist, diretor de Marketing sênior na Xiling – Metodologia de Projeto. Particularmente, a capacidade de cons- traints setup da ferramenta Simplify vem ajudando muito os nossos clien- tes, no sentido de acelerar a criação de good design constraints e melhorar o desempenho dos seus projetos. Synopsys e Xilinx trabalharam em parceria para fornecer um fluxo RTL– to–gates integrado, que simplificasse a migração para a suíte de projetos Vivado (Xilinx) no caso de projetistas utilizando FPGAs Xilinx – Série 7. Esse novo fluxo adota especificações de constraints timing no padrão SDC (Synopsys Design Constraints) e ofe- rece a opção de usar o formato do Verilog netlist como a saída da síntese e como entrada para place-and-route. O mais recente software Synplify defi- ne, inclusive, um caminho para migrar de fluxos Xilinx ISE para Vivado pelo fornecimento de translação de cons- traints, edição de constraints, revisão e relatórios. “Os FPGAs da Altera oferecem uma solução comprovada para aplicações de alta confiabilidade”, disse Alex Grbic, diretor de Software e IP Ma- rketing da empresa. “A funcionalidade TMR, melhorada no software Synnpli- fy Premier, da Synopsys, implementa automaticamente a lógica triplicada e os mecanismos de controle e votação associados, provendo uma solução complementar ao nosso software Quartus II. Como resultado de nossa parceria de longa data, os clientes de chips Altera usufruem da vantagem das novas características de alta confiabilidade do Synplify Premier para utilização em suas aplicações críticas”. As características melhoradas deste sof- tware foram estendidas para o suporte dos dispositivos Altera, proporcionan- do aos projetistas a capacidade de cria- rem chips com imunidade aos efeitos da radiação que causa SEUs – single event upsets. Além disso, para permi- tir a criação de uma lógica sequencial tolerante a falhas, incluindo máquinas de estado, o software Synplify Premier possibilita, agora, que os projetistas im- plementem automaticamente circuitos de mitigação de erros contendo TMR distribuída com voting logic, bem como realizem inferência automática de erro Altera e corrijam memory primitives. “Tendo em vista que já existem chips FPGA que ultrapassam a marca de cinco milhões de gates, ferramentas de síntese que forneçam mudanças rápidas de projeto e melhorem a pro- dutividade são, hoje, mais importantes do que nunca”, disse Ed Bard – diretor de Marketing sênior do Solutions Group, da Synopsys.

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16 I SABER ELETRÔNICA 465 I Outubro 2012

Chip DLP, da Texas:

2,2 milhões de

Microespelhos que

revolucionam as

projeções

Hélio Fittipaldi

N

os novos modelos de celulares da Samsung, que deverão ser uma febre nos próximos meses, todos pode- rão ter nas mãos o seu projetor de imagens para apresentações. Além do cinema, outras aplicações do DLP podem ser lembradas: no ensino (no projetor de lousa digital), no projetor de imagens para pequenos ambientes e escritórios, em heal- thcare (no localizador de veia para aplicação de injeção) e quem sabe mais onde. O chip DLP desenvolvido pelo Dr. Larry Hornbeck, criador da projeção cinematográ- fica digital, é hoje reconhecido mundialmente pela sua confiabilidade, velocidade e precisão. Desde 1996, a Texas Instruments possui esta tecnologia para projetores de última geração, que proporciona imagens de cores nítidas, contraste e brilho para telas de todos os tamanhos. A tecnologia DLP é utilizada em cinemas ( DLP Cinema ), encontros profissionais, salas de conferência, home theaters e até em equipamentos móveis, proporcionando aos usuários a projeção de imagens em equipa- mentos de mão com a tecnologia DLP Pico. Cada chip DLP possui até 2,2 milhões de espelhos microscópicos que se movem em altíssima velocidade – uma vantagem inova- dora ideal para aplicações atuais e outras futuras que necessitem de alta definição. Os resultados são alta definição, confiabilidade e precisão mesmo em vídeos que mostram cenas com muita rapidez.Veja a figura 1. Devido à tecnologia DLP basear-se em um semicondutor e ao seu pequeno peso e tamanho, ela permite que os fabricantes de- senvolvam produtos menores, mais elegantes e leves do que com outras tecnologias. Projetores de imagens portáteis podem ser feitos hoje com esta tecnologia e produzir até mais de 2.000 lúmens, com apenas um quilograma de peso. A nova geração wide-

• screen com tecnologia DLP HDTV tem uma profundidade de apenas 25 centímetros. No recente “Seminário de Inovação DLP”, em São Paulo, a Texas Instruments apresentou através do seu vice-presidente sênior e gerente-geral de Produtos DLP, Kent Novak, um conjunto de oportunidades de qualidade para as indústrias de cinema e educação. Os médicos estão fazendo parcerias com empresas de design médico para trazer esta tecnologia MEMS versátil para a comunidade.

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2012 I Outubro I SABER ELETRÔNICA 465 I 17 No laboratório, o DLP oferece poderoso controle sobre os fótons para a pesquisa da ciência da vida, que proporciona avanços científicos agora e no futuro. Como um modulador de luz de alta velocidade, versátil, espacial, o DLP está permitindo melhora com o foco dos microscópios e muito mais. Universidades e laboratórios de pesquisa estão continuamente encontrando novos usos para o aparelho de microespelhos digitais (DMD) através da experimentação com os kits de desenvolvimento DLP. ( O assinante do portal Saber Eletrônica encontra matéria adicional com esse assunto). A mesma tecnologia vista nos cinemas do Brasil, também está fazendo o seu caminho em escolas e universidades para otimizar as aulas diárias. Com a ampla gama de projetores DLP disponíveis, com recursos como: visualização 3D, interatividade, custo/ benefício, livres de lâmpada de iluminação e capacidades de alcance ultracurto, profes- sores e integradores de tecnologia podem aproveitar para criar um ambiente de apren- dizagem mais impactante e envolvente. Uma das mais novas interações da tecno- logia DLP é o Pico DLP, uma família de chip- sets que oferece a comodidade e facilidade da utilização dos monitores portáteis para a incorporação em um número crescente de formatos e dispositivos compactos como os celulares da Samsung lançados recente- mente no Brasil, e projetores de bolso que permitem mobilidade para quem precisa fazer apresentações para poucas pessoas. Atualmente, o compartilhamento de fotos, vídeos e jogos com amigos e familiares para exibição de apresentações e conteúdo web em resolução HD para colegas, compa- nheiros de classe e clientes, etc., produzidos com o DLP Pico estão ajudando a nos liber- tarmos das tradicionais experiências multi- mídia que só permitiam exibições em lugares apropriados, como salas onde houvesse um projetor. Observe as figuras 2, 3 e 4. No evento foram mostrados para a imprensa diversos produtos desenvolvidos com o chip DLP, o que realmente causou impacto entre os presentes. Vimos um scanner para a área de healthcare, utilizado para localização fácil de uma veia, onde se irá aplicar uma injeção. Quando o paciente fica internado muito tempo no hospital, há uma desidratação e, consequentemente, é mais difícil se encontrar o centro de uma veia para a introduçaõ da agulha. Este aparelho projeta F1. Desenho de um microespel- hos dentro do chip. F3. Celular da Samsung. F4. DLP cinema e DLP Pico. F2. O DLP Pico.

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2012 I Outubro I SABER ELETRÔNICA 465 I 19 espelhos microscópicos, com articulação de cada um desses microespelhos que mede menos de um quinto da largura de um cabelo humano. Quando um chip DLP é coordenado com um sinal de vídeo ou gráfico digital, a fonte de luz e uma lente de projeção, os espelhos refletem uma imagem digital sobre uma tela ou outra superfície. O chip, combinado com a eletrônica avançada, produz vídeo impressionante e imagens que redefiniram o conceito de qualidade de imagem.

A imagem em

escala de cinzas

Os microespelhos se inclinam em direção à fonte de luz de um sistema de projeção DLP ( on ), ou em sentido contrário ( off ).Assim, se cria um pixel iluminado ou um escuro na superfície de projeção. O código da imagem em sequência de bits que ingressa no semicondutor se dirige a cada espelho para que se ative (ou desative) até vários milhares de vezes por segundo. Quando um espelho é ativado mais vezes do que está desativado, reflete um pixel cinza claro, que, se você desativar mais frequen- temente, refletirá um tom mais escuro de pixel cinza. ( figura 9 ) Assim, os espelhos de um sistema de projeção DLP podem refletir pixels em até 1.024 tons de cinza para converter o vídeo ou sinal gráfico, ao entrar no chip DLP, em uma imagem muito detalhada em tons de cinza. O microespelho faz o papel de um pixel, então o pixel DMD (espelho) é ao mesmo tempo um elemento óptico-mecânico e um elemento eletromecânico. O pixel DMD sob o ponto de vista de ser um elemento eletromecânico, é biestável, o que consiste em ter dois estados estáveis de espelho (12 graus e -12 graus), que são determinados pela eletrostática do pixel durante o funcionamento. O pixel DMD sob o ponto de vista de ser um elemento óptico- mecânico, é biestável, onde estas duas posições determinam a di- reção em que a luz é desviada. Em particular, o DMD é um modulador de luz espacial. Por convenção, o estado positivo (+) é inclinado para a iluminação, e é referido como o es- tado ligado. Da mesma forma, o negativo (-) do estado é o contrário, e é referido como o estado de desligado.

Cor adicionada

A luz branca gerada pela lâmpada de um sistema de projeção DLP passa através de um filtro de cor à medida em que viaja pela superfície do chip DLP. Assim, a luz é filtrada em um mínimo de vermelho, verde e azul, a partir do qual um sistema de projeção DLP de um único chip pode criar pelo menos 16,7 milhões de cores. Com a tecnologia BrilliantColor™ se juntam cores adicionais, incluindo o cian, o magenta e o amarelo para ampliar a palheta de cores e obter uma reprodução de cores mais vibrantes.Alguns projetores DLP contam F9. Conjunto de microespelhos. F10. Esquema de funcionamento do DLP com uma lâmpada.

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20 I SABER ELETRÔNICA 465 I Outubro 2012 com a iluminação de estado sólido (LED), que substitui a lâmpada tradicional branca que é cara e de vida curta. ( figura 11 ). Como resultado, a fonte de luz emite as cores necessárias e se elimina a necessidade do filtro de cor. Em alguns sistemas DLP se Os estados de ativação e desativação de cada microespelho se coordenam com estes componentes básicos de cor. Por exemplo, um espelho responsável por pro- jetar um pixel roxo só irá refletir a luz ver- melha e azul na superfície da projeção, logo, estas cores se fundem para que apareça a tonalidade desejada na imagem projetada.

Aplicações e configurações

Conheça agora as principais aplica- ções e configurações do DLP: Sistema de projeção DLP de um chip Muitos projetores de dados e de HDTV que usam a tecnologia DLP apre- sentam uma configuração de um só chip, como a que se descreveu anteriormente. A luz branca passa por um filtro de cor, o qual provoca que se emita em sequência luz magenta, verde, azul e de outras cores primárias, como amarelo, azul, magenta ou mais, na superfície do chip DLP. A comuta- ção dos espelhos e a proporção de tempo que estão “ativados” ou “desativados” se coordenam segundo a cor que recebem. Logo, a sequência de cores se funde para criar a imagem com toda a cor que se vê no display. ( figura 12 ) Sistema de projeção DLP de três chips No sistema de três chips, a luz branca gerada pela lâmpada passa através de um prisma que a decompõe em vermelho, verde e azul. Cada chip DLP se identifica com uma destas três cores; logo, as luzes das cores que refletem os microespelhos se combinam e passam pela lente de pro- jeção para formar a imagem.

Vantagens da Tecnologia

Milhões de espelhos diminutos pro- porcionam uma imagem surpreendente dos projetores e dos televisores de alta definição (HDTV). Imagem ultraclara O vídeo e os gráficos que esta tec- nologia produz, são mais nítidos porque o chip reduz ao mínimo as brechas entre pixels na imagem. Instalados a menos de um mícron de distância entre si, os espelhos criam uma imagem homogênea similar à de um filme. F11. Esquema de funcionamento do DLP com LED. F12. Detalhe da imagem formada no display (DLP com lâmpada). utiliza uma arquitetura de três chips , espe- cialmente em projetores que exigem alto brilho para aplicações em grandes eventos, como salas de concertos e cinemas. Estes sistemas são capazes de produzir, pelo menos, 35 bilhões de cores.